Bei einem typischen Verbraucher-Headset mit Geräuschunterdrückung hat das Gegenschallsignal nur 300 bis 400 µs, um vom äußeren Mikrofon durch die Elektronik und aus dem Lautsprecher zu gelangen, bevor das Geräusch selbst das Ohr erreicht (Kwong et al., Scientific Reports 2024). Dieses Fenster ist die harte Physik hinter jedem ANC-Produkt. Ein Forschungsregler mit 768 kHz Abtastrate verbraucht inzwischen nur 4,7 µs für seinen Pfad aus ADC, DSP und DAC (Hua und Pang, Applied Sciences 2024), doch die ANC-Verarbeitungslatenz insgesamt kann von einigen zehn bis zu tausenden Mikrosekunden reichen (Iotov et al., ICASSP 2024), und jeder zusätzliche Abtastwert Verzögerung verengt das Band, das sich auslöschen lässt. Wir haben Daten aus Scientific Reports, Applied Acoustics, IEEE ICASSP, Hearing Research, Trends in Hearing, Acta Acustica, Audiology Research, Frontiers in Neuroscience, dem ICSV-Kongress sowie aus Herstellerdokumenten von Analog Devices, Qualcomm, Apple und Dolphin Design zusammengetragen (als Herstellerangaben gekennzeichnet). Zu den Dezibel, die fertige Ohrhörer liefern, siehe unsere Statistiken zu ANC bei True-Wireless-Ohrhörern; zur deutlich langsameren Welt der KI-Geräuschentfernung auf der Mikrofonseite siehe unsere Statistiken zur Latenz neuronaler Geräuschunterdrückung.
TL;DR
- 300 bis 400 µs: typische akustische Laufzeit vom äußeren Mikrofon zum Ohr bei Verbraucher-Headsets, das gesamte Budget für Feedforward-ANC (Kwong et al., Scientific Reports 2024).
- 4,7 µs von ADC über DSP bis DAC bei einem ANC-Regler mit 768 kHz (Hua und Pang, Applied Sciences 2024).
- 12,9 µs bei 192 kHz vs 5 µs bei 768 kHz: Gruppenlaufzeit von analog zu analog eines ANC-Codecs (Datenblatt Analog Devices ADAU1787, Herstellerangabe).
- Die ANC-Verarbeitungslatenz kann von einigen zehn bis zu tausenden Mikrosekunden reichen (Iotov et al., ICASSP 2024).
- Ein Abtastwert Zusatzverzögerung: etwa 20 dB Spitzenreduktion über rund 2.500 Hz; zwei Abtastwerte: etwa 15 dB über rund 1.500 Hz (Zhang und Qiu, Applied Acoustics 2014).
- Optimiertes Hybrid-ANC: mehr als 20 dB von 100 bis 400 Hz, 5 bis 15 dB von 500 bis 800 Hz (Wu et al., ICSV 2016).
- Etwa 100 µs Hear-Through-Verzögerung bei einem ANC-Kopfhörer vs überwiegend 3,5 bis 10 ms bei Hörgeräten (Denk et al., Trends in Hearing 2024).
- Kurze Verzögerungen (0 oder 0,5 ms) wurden in 62% der Fälle gegenüber 2 bis 10 ms bevorzugt (Súsonnudóttir et al., Trends in Hearing 2024).
- Hear-Through-Anhebung von bis zu 14,37 dB bei etwa 2,5 kHz bei den AirPods Pro 2 (Harrison et al., Acta Acustica 2025).
- Elevations-Lokalisationsfehler 6,79° bei offenem Ohr vs 19,4° im Transparenzmodus der AirPods Pro (Ausili et al., Audiology Research 2025).
1. Das Latenzbudget: Akustischer Vorsprung vs Elektronische Verzögerung
Feedforward-ANC ist ein Wettrennen. Das äußere (Referenz-)Mikrofon hört das Geräusch zuerst, und der Gegenschall muss den Lautsprecher rechtzeitig verlassen, um am Trommelfell auf dieselbe Schallwelle zu treffen. Bei typischen Verbraucher-Headsets braucht das Geräusch nur 300 bis 400 µs für diesen Weg, laut Kwong et al. in Scientific Reports, und das eigene Headset der Autoren maß 320 µs, was sie als Obergrenze für die gesamte Verarbeitungszeit ansetzten. Die Gruppenlaufzeit, also die Zeit, die ein Signal für den Durchgang durch Wandler und Filter braucht, muss mit Reserve in diese Zahl passen.
Die gute Nachricht ist, dass moderne Wandler mit hoher Abtastrate nur sehr wenig vom Budget verbrauchen. Ein Pfad von 4,7 µs würde etwa 1,5% eines 320-µs-Fensters nutzen (4,7 / 320 = 0,0147), obwohl die beiden Werte von verschiedenen Geräten stammen. Die schlechte Nachricht ist, dass nicht jedes Design mit solchen Raten arbeitet: Veröffentlichte Schätzungen der ANC-Verarbeitungslatenz reichen bis in die tausende Mikrosekunden (siehe Tabelle), und das langsame Ende dieses Bereichs ist um ein Mehrfaches länger als der akustische Vorsprung.
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Akustische Laufzeit vom äußeren Mikrofon zum Ohr, typische Verbraucher-Headsets | 300 bis 400 µs | Kwong et al., Scientific Reports 2024 |
| Dieselbe Größe am eigenen Headset der Studie und die daraus folgende Grenze für die gesamte Verarbeitungszeit | 320 µs; die Verarbeitung muss unter 320 µs bleiben | Kwong et al., Scientific Reports 2024 |
| Akustische Verzögerung durch einen umschließenden Kapselgehörschutz, Test im schalltoten Raum | Etwa 0,29 ms | Zhang und Qiu, Applied Acoustics 2014 |
| Verzögerung des Primärpfads (Geräuschquelle zum Ohr) bei Quelle vorn vs seitlich und Verzögerung des Sekundärpfads (Lautsprecher zum Fehlermikrofon, einschließlich Wandler), bei 16 kHz Abtastrate | 7 Abtastwerte vs 5 Abtastwerte; etwa 6 Abtastwerte | Zhang und Qiu, Applied Acoustics 2014 |
| Bereich der ANC-Verarbeitungslatenz in der Praxis | Von einigen zehn bis zu tausenden Mikrosekunden | Iotov et al., ICASSP 2024 |
| Latenz von ADC über DSP bis DAC, Forschungs-Feedback-ANC-Regler mit 768 kHz Abtastrate | 4,7 µs | Hua und Pang, Applied Sciences 2024 |
| Gruppenlaufzeit von Analogeingang zu Analogausgang eines ANC-Codecs bei 192, 384 und 768 kHz, DSP führt null Befehle aus | 12,9 µs, 7,5 µs und 5 µs (Herstellerangabe) | Datenblatt Analog Devices ADAU1787 Rev. A, 2020 |
| Latenz des analogen Aufnahmepfads und Gesamtlatenz von Eingang zu Ausgang eines auf ANC ausgerichteten TWS-Codecs | Bis hinab zu 3 µs; 6 bis 8 µs (Herstellerangabe) | Dolphin Design, Whitepaper zu TWS-Codecs, Teil 3, 2021 |
Kontexthinweis: Bei 16 kHz dauert ein Abtastwert 62,5 µs (1 / 16.000), also sind 7 Abtastwerte etwa 437,5 µs und 6 Abtastwerte etwa 375 µs. Bei 7 Abtastwerten akustischem Vorsprung gegenüber etwa 6 Abtastwerten elektronischer Verzögerung war das Headset von 2014 mit Quelle vorn nur mit einer Marge von etwa einem Abtastwert kausal, und bei seitlicher Quelle (5 Abtastwerte) verschwand die Marge. Aktuellste verfügbare Daten für die Aufschlüsselung der Pfadverzögerungen: die Kausalitätsstudie in Applied Acoustics von 2014. Die Werte im Datenblatt von Analog Devices sind eigene Messungen des Herstellers bei umgangenem schnellem DSP, ein echtes ANC-Filter kommt also noch hinzu. Zum Vergleich: Ein Computer-Audiointerface arbeitet im Bereich von Millisekunden, nicht Mikrosekunden, wie unsere Statistiken zu DAW-Puffergröße und Latenz zeigen.
2. Wie Verzögerung die Auslöschungsbandbreite begrenzt
Verspäteter Gegenschall kann einen sich langsam ändernden Klang noch auslöschen, einen sich schnell ändernden aber nicht. Das ist der gesamte Mechanismus hinter der Bandbreitengrenze: Jeder Abtastwert Verzögerung verkleinert den Frequenzbereich, den der Regler gut genug vorhersagen kann, um auszulöschen. In einem Modell reiner Verzögerung erlaubte ein einzelner Abtastwert Zusatzverzögerung bei 16 kHz immer noch etwa 20 dB Spitzenreduktion über rund 2.500 Hz; ein zweiter Abtastwert senkte das auf etwa 15 dB über rund 1.500 Hz (Zhang und Qiu, Applied Acoustics 2014).
Auch die Geräuschrichtung verändert das Verzögerungsbudget. Als die Quelle von vorn zur Seite des Kopfes wanderte, schrumpfte der akustische Vorsprung um zwei Abtastwerte, und die gemessene Gesamtreduktion fiel um etwa 6,6 dB (12,2 - 5,6). Sprache ist der schwierigste Fall: Bei herkömmlichen adaptiven Filtern bricht die Auslöschung stimmhafter Sprache mit wachsender Verzögerung ein, weshalb die Arbeit auf der ICASSP 2024 die Sprachharmonischen modelliert, um vorauszuberechnen. Dieselbe Familie adaptiver Filter läuft in Echokompensatoren für Konferenzen, die wir in unseren Statistiken zur akustischen Echokompensation behandeln.
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Modell reiner Verzögerung, Gegenschall 1 Abtastwert zu spät (16 kHz): Spitzenreduktion, Bandbreite, Gesamtreduktion | Etwa 20 dB; etwa 2.500 Hz; etwa 7,2 dB | Zhang und Qiu, Applied Acoustics 2014 |
| Dasselbe Modell, Gegenschall 2 Abtastwerte zu spät | Etwa 15 dB; etwa 1.500 Hz; etwa 4,6 dB | Zhang und Qiu, Applied Acoustics 2014 |
| Gemessenes Feedforward-Headset, schalltoter Raum, Quelle vorn vs seitlich: Spitzen- und Gesamtreduktion | Etwa 20 dB und 12,2 dB (unter 1.500 Hz) vs etwa 12 dB und 5,6 dB (unter 1.000 Hz) | Zhang und Qiu, Applied Acoustics 2014 |
| Mittlere Dämpfung stimmhafter Sprache, herkömmliches adaptives Filter (FXNLMS), ohne Verzögerung, und ihr Abfall mit der Verzögerung bei 48 kHz | Etwa 35 dB; halbiert bei 5 Abtastwerten, auf ein Drittel gesenkt bei 15 Abtastwerten | Iotov et al., ICASSP 2024 |
| Obere Frequenz, bis zu der dieses herkömmliche Filter Sprache noch dämpft | Etwa 1 kHz; es verstärkt Sprache von 2,5 bis 3,5 kHz | Iotov et al., ICASSP 2024 |
| Gewinn des Harmonikmodell-ANC (HMD-ANC) gegenüber dem herkömmlichen Filter bei Verzögerungen von 9 bis 60 Abtastwerten und sein wirksamer Bereich bei 20 Abtastwerten | 3,0 bis 7,3 dB mehr; bis etwa 2,5 kHz | Iotov et al., ICASSP 2024 |
| Simulation, Stimmengewirr (Babble), lineare Pfade: vollständig kausales neuronales Modell vs Wiener-Filter vs FxLMS im Zeitbereich (2.048 Koeffizienten) | -34,48 dBA vs -30,79 dBA vs -7,43 dBA | WaveNet-Volterra Neural Networks for ANC, arXiv-Preprint 2025 |
Kontexthinweis: Bei 48 kHz entsprechen 20 Abtastwerte etwa 0,42 ms (20 / 48.000 = 0,000417 s). Die Ergebnisse von ICASSP und arXiv sind Simulationen, keine Kopfhörermessungen; der arXiv-Preprint gibt seinen traditionellen Filtern außerdem den exakten Sekundärpfad, was sie begünstigt. Die Kausalitätsmessungen im freien Schallfeld stammen aus dem Jahr 2014 (aktuellste verfügbare Daten für eine gemessene Kausalitätsstudie dieser Art).
3. Feedforward vs Feedback vs Hybrid-Regelkreise
Die drei Architekturen teilen sich das Spektrum. Feedforward nutzt ein äußeres Mikrofon und gewinnt bei der Bandbreite, wenn das Geräusch rechtzeitig ankommt; Feedback nutzt ein Mikrofon im Inneren der Ohrmuschel, braucht keinen Zeitvorsprung, wird aber durch seine Schleifenverzögerung und durch den Wasserbett-Effekt begrenzt (die Regel, dass das Senken des Geräuschs in einem Band es in einem anderen anhebt). Ein optimierter Hybrid erreichte an einem Kopfhörer mehr als 20 dB Reduktion von 100 bis 400 Hz und 5 bis 15 dB von 500 bis 800 Hz, das beste Ergebnis der drei getesteten Strukturen (Wu, Qiu, Ma und Guo, ICSV 2016).
Beim Feedback-Zweig schlagen Passform und Trägerunterschiede am stärksten durch. Der Sekundärpfad, die akustische Strecke vom Lautsprecher zum Innenmikrofon, ändert sich mit Kopfform, Haaren und Brille, sodass ein an einem Kunstkopf abgestimmter Regler bei einem echten Träger seine Stabilitätsreserve verlieren kann. Der Entwurf von Hua und Pang aus 2024 zeigt, dass sich dieser Zielkonflikt beherrschen lässt: Die Beschränkung des Filters auf Toleranz gegenüber Pfadschwankungen hielt die Wasserbett-Anhebung innerhalb von 5 dB. Abschnitt 2 erklärt, warum Feedforward seinen Vorteil verliert, wenn sich die Geräuschquelle bewegt.
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Hybrid-ANC an einem Kopfhörer mit optimierten Parametern: Reduktion von 100 bis 400 Hz und von 500 bis 800 Hz | Mehr als 20 dB; 5 bis 15 dB | Wu, Qiu, Ma und Guo, ICSV 2016 |
| Volldigitales entkoppeltes Hybrid-ANC an einem Kunstkopf: Reduktion durch den Feedforward-Teil, Geräusch von 0 bis 1.000 Hz | Rund 15 bis 25 dB, verschwindend nahe 50 Hz | Rivera Benois, Nowak und Zölzer, 2017 |
| Zusätzliche Reduktion durch den Feedback-Zweig (Internal Model Control) in einem Teilband | Rund 1 bis 3 dB | Rivera Benois, Nowak und Zölzer, 2017 |
| Wasserbett-Anhebung (Geräuschanhebung außerhalb des ausgelöschten Bandes) eines Feedback-Reglers, entworfen mit einer Unsicherheitsbeschränkung für den Sekundärpfad | Innerhalb von 5 dB über alle gemessenen Sekundärpfade (Simulation) | Hua und Pang, Applied Sciences 2024 |
| Abstimmbare ANC-Schaltung: vom ANC behandeltes Band vs Band, das der passiven Dämpfung der Ohrmuschel überlassen bleibt | Unter 2 kHz vs über 2 kHz | Kwong et al., Scientific Reports 2024 |
| Wirksames Band von Feedforward-ANC vs Feedback-ANC vs passiver Isolation bei TWS-Ohrhörern | Etwa 80 Hz bis 2 kHz vs etwa 50 Hz bis 800 Hz vs über 1 kHz (Herstellerangabe) | Dolphin Design, Whitepaper zu TWS-Codecs, Teil 3, 2021 |
| Ohrhörer-Chip mit dedizierten ANC- und Transparenzkernen: ANC-Generation und DSP-Takte | Adaptives ANC der 4. Generation; 1x 350 MHz plus 1x 150 MHz DSP (Herstellerangabe) | Übersicht zur Qualcomm Snapdragon S5 Gen 1 Sound Platform |
Kontexthinweis: Der Beitrag zum ICSV 2016 ist nicht frei zugänglich, und die Werte stammen aus seiner veröffentlichten Zusammenfassung; die Arbeit von Rivera Benois et al. 2017 liest ihre dB-Werte aus einer Abbildung ab. Beide sind die aktuellsten verfügbaren Daten für Strukturvergleiche nebeneinander. Der Artikel von Dolphin Design und die Plattformübersicht von Qualcomm sind Herstellerdokumente; Qualcomm veröffentlicht keinen Dezibelwert für sein ANC.
4. Gemessene Dämpfung außerhalb des Simulators
Simulationen zeigen, was ein Regelkreis leisten könnte; Messungen zeigen, was bei echten Geräuschen, echten Ohren und echten Pegeln übrig bleibt. Zwei Over-Ear-ANC-Kopfhörer senkten weißes Hintergrundrauschen und reine Töne um bis zu 20 dB, mit den größten Absenkungen bei tiefen Frequenzen, über zehn audiometrische Frequenzen von 125 bis 8.000 Hz (Byun et al., Hearing Research 2026). Diese Obergrenze passt zu den Spitzen von rund 20 dB des verzögerungsbegrenzten Laborheadsets aus Abschnitt 2.
Der Pegel zählt ebenso wie die Frequenz. In einer Hörscreening-Studie mit drei ANC-Aufbauten fiel die Treue, mit der ein Testton durchkam, steil ab, als der Hintergrundlärm stieg, und bei 90 dB SPL lag die Bestehensquote bei 0,5 bis 1 kHz bei allen drei Aufbauten bei 0% (Cheng et al., Sensors 2022). Die folgende Turboprop-Studie zeigt die praktische Kehrseite: Bei Kabinenlärm, der von einem Ton um 100 Hz dominiert wird, also genau in dem Band, das ANC am besten beherrscht, waren ANC-Kopfhörer die einzige Option, deren Komfortgewinn gegenüber fehlendem Schutz die statistische Korrektur überstand.
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Reduktion von weißem Hintergrundrauschen und reinen Tönen durch ANC, 2 Over-Ear-Modelle, 125 bis 8.000 Hz | Bis zu 20 dB, bei tiefen Frequenzen größer | Byun et al., Hearing Research 2026 |
| Stabilität der ANC-Ausgabe bei gleichmäßigem weißem Rauschen vs dynamischem weißem Rauschen | Unter 1 dB SPL Abweichung vs unter 5 dB Schwankung | Byun et al., Hearing Research 2026 |
| Korrelation eines über ANC gehörten Testtons mit demselben Ton in Ruhe, Mittel über 3 ANC-Aufbauten: Hintergrund bei 50 dB SPL vs 90 dB SPL | 83% vs 35% | Cheng et al., Sensors 2022 |
| Bestehensquote beim Hörscreening bei 0,5 bis 1 kHz mit 90 dB SPL Hintergrund, alle drei ANC-Aufbauten | 0% | Cheng et al., Sensors 2022 |
| Im Labor nachgebildeter Turboprop-Kabinenlärm und sein dominanter Ton | 84,2 bis 86,3 dB(A); tonale Komponente um 100 Hz | Vledder et al., Work 2026 |
| Komfort mit ANC-Kopfhörern vs ohne Schutz bei Turboprop-Lärm (24 Teilnehmende) | Signifikant besser, p < 0,001, auch nach Bonferroni-Korrektur noch signifikant | Vledder et al., Work 2026 |
| Komfort mit Schaumstoff-Ohrstöpseln vs ohne Schutz bei demselben Lärm | Nicht signifikant, p = 0,102 | Vledder et al., Work 2026 |
Kontexthinweis: Die Studie von Vledder et al. verwendete Bose-NC-700-Kopfhörer und berichtet Komfort, nicht gemessene Dämpfung; ANC-Kopfhörer erhöhten außerdem im Zeitverlauf das lokale Unbehagen um das Ohr. Die Aufbauten von Cheng et al. waren Apple AirPods Pro, Bose QuietComfort 35 und EarPods unter einem QC35. Laborergebnisse lassen sich nicht auf jedes Ohr und jeden Sitz übertragen.
5. Hear-Through-Latenz: Mikrosekunden vs Millisekunden
Der Transparenzmodus (Hear-Through) dreht das Regelungsproblem um: Die äußeren Mikrofone speisen den Umgebungsschall in den Lautsprecher ein, damit der Träger den Raum hört. Weil etwas Außenschall weiterhin am Ohrpassstück vorbei durchsickert, überlagern sich bei jeder Verarbeitungsverzögerung der durchgesickerte und der wiedergegebene Schall zeitlich versetzt, was regelmäßige Einbrüche ins Spektrum schneidet, einen Kammfiltereffekt. Ein ANC-In-Ear-Kopfhörer im Hear-Through-Modus verzögerte den Schall um etwa 100 µs, während hochwertige Hörgeräte im Transparenzmodus überwiegend 3,5 bis 10 ms brauchten (Denk et al., Trends in Hearing 2024), und nur der Kopfhörer zeigte keinen signifikanten Nachteil beim Sprachverstehen im Störgeräusch.
Hörerstudien erklären, warum die Mikrosekunden-Klasse zählt. Menschen bevorzugen die kürzesten Verzögerungen, und längere Verzögerungen lassen die eigene Stimme metallisch und scharf klingen. Bei einer simulierten einseitigen offenen Versorgung verschlechterte eine Erhöhung der Verzögerung von 1,75 auf 7 ms die Sprachverständlichkeitsschwelle (das Signal-Rausch-Verhältnis, bei dem die Hälfte der Sprache verstanden wird) um 3,4 dB (-14,7 - (-18,1)), obwohl bei beidseitiger Versorgung der Einfluss der Verzögerung nicht signifikant war (p = 0,303) (Roth et al., Frontiers in Neuroscience 2023).
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Verarbeitungsverzögerung eines ANC-In-Ear-Kopfhörers im Hear-Through-Modus | Etwa 100 µs, mit einer Spitze nahe 1 ms um 1,5 kHz | Denk et al., Trends in Hearing 2024 |
| Verarbeitungsverzögerung von sechs hochwertigen Hörgeräten im Transparenzmodus und einer Forschungsplattform | Überwiegend 3,5 bis 10 ms (ein Modell etwa 1 ms bei 500 Hz und darunter); 10 ms | Denk et al., Trends in Hearing 2024 |
| Nachteil beim Sprachverstehen im Störgeräusch gegenüber dem offenen Ohr (18 normalhörende Hörer) | Etwa 0,5 bis 1 dB bei Hörgeräten; nicht signifikant beim ANC-Kopfhörer | Denk et al., Trends in Hearing 2024 |
| Für Hörgeräte berichtete Verarbeitungsverzögerungen und Verzögerungsunterschied zwischen links und rechts | 0 bis 9,7 ms; Unterschiede bis 9,5 ms | Ausili et al., Audiology Research 2025 |
| Anteil der Wahlen für kurze Verzögerungen (0 oder 0,5 ms) vs längere Verzögerungen (2, 5 oder 10 ms), 29 Hörer | 62% vs 38% | Súsonnudóttir et al., Trends in Hearing 2024 |
| Bewertung der Eigenstimme auf der tonalen Skala (metallisch, scharf), 0,5 ms vs 10 ms Verzögerung, 24 Hörgeräteträger | Median 1,00 vs 7,50, p < 0,001 | Súsonnudóttir et al., Trends in Hearing 2026 |
| Sprachverständlichkeitsschwelle bei simulierter einseitiger offener Versorgung, 1,75 ms vs 7 ms Verzögerung | -18,1 vs -14,7 dB SNR (höher ist schlechter) | Roth et al., Frontiers in Neuroscience 2023 |
| Verarbeitungsrate einer Gehörschutzfunktion eines Ohrhörers und der Dauerpegel, für den sie nicht gedacht ist | 48.000-mal pro Sekunde; über 110 dBA (Herstellerangabe) | Produktseite Apple AirPods Pro 3, 2026 |
Kontexthinweis: Die Studie von Súsonnudóttir et al. 2024 fand keinen Unterschied zwischen 0 und 0,5 ms oder zwischen 2, 5 und 10 ms; die Trennlinie verläuft zwischen kurz und länger. In der Folgestudie 2026 war die allgemeine Präferenz für 0,5 ms nach Bonferroni-Holm-Korrektur nicht signifikant, der tonale Unterschied der Eigenstimme dagegen schon. Hörgeräte sind keine ANC-Ohrhörer, aber sie sind der am besten dokumentierte Fall dafür, wie Verzögerung klingt, wenn sie sich mit durchgesickertem Direktschall mischt. Dieser Abschnitt ist rein sachlich und stellt keine medizinische Beratung dar.
6. Was der Hear-Through-Modus mit dem Schall am Ohr macht
Niedrige Latenz macht einen Transparenzmodus nicht transparent. Im Hear-Through-Test von drei aktuellen Ohrhörern hob die stärkste Einstellung den Schall um 14,37 dB bei etwa 2,5 kHz bei den AirPods Pro (2. Generation), um 13,77 dB bei etwa 2 kHz bei den Bose QuietComfort Earbuds II und um 12,28 dB bei 800 Hz bei den Sony LinkBuds S an, während sie die oberste Oktave um 20 bis 30 dB absenkte (Harrison et al., Acta Acustica 2025). Die Autoren folgerten, dass keiner der Modi volle akustische Transparenz bot, und vermuten, dass die Anhebung im Sprachband für das Hören von Medien gedacht sein könnte.
Das räumliche Hören bekommt den Schlag ab. Zeithinweise zwischen den Ohren blieben nahezu unverändert, was zu den Verzögerungen der Mikrosekunden-Klasse aus Abschnitt 5 passt, die Pegelhinweise und die hochfrequenten spektralen Hinweise, die das Außenohr für die Elevation nutzt, jedoch nicht (Ausili et al., Audiology Research 2025). Das Offene-Ohr-Prinzip vermeidet dies, indem es den Gehörgang nie verschließt, wie in unseren Statistiken zur Dipol-Auslöschung bei Offene-Ohr-Kopfhörern behandelt.
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Maximale Hear-Through-Anhebung, stärkste Einstellung: AirPods Pro 2. Gen. / Bose QC Earbuds II / Sony LinkBuds S | 14,37 dB bei etwa 2,5 kHz / 13,77 dB bei etwa 2 kHz / 12,28 dB bei 800 Hz | Harrison et al., Acta Acustica 2025 |
| Maximale Hear-Through-Anhebung, schwächste anhebende Einstellung, dieselben drei Ohrhörer | 8,54 dB / 3,12 dB / 0,24 dB bei 800 Hz | Harrison et al., Acta Acustica 2025 |
| Hochfrequente Abweichung von der Transparenz, stärkste Hear-Through-Einstellung | Etwa -20 dB bei 16 bis 20 kHz (Apple); -28,24 dB bei 20 kHz (Bose); etwa -30 dB bei 16 bis 20 kHz (Sony) | Harrison et al., Acta Acustica 2025 |
| Zeit, bis die AirPods Pro 2 ihre spektrale Hear-Through-Formung anwendeten, vs die beiden anderen Ohrhörer | Etwa 2 s vs innerhalb von Millisekunden | Harrison et al., Acta Acustica 2025 |
| Fehler der interauralen Zeitdifferenz mit AirPods Pro im Transparenzmodus vs offenes Ohr, in Ruhe | Weniger als 45 µs (Bereich des offenen Ohrs ±700 µs) | Ausili et al., Audiology Research 2025 |
| Größte Zunahme der interauralen Pegeldifferenz im Transparenzmodus | 8,0 dB | Ausili et al., Audiology Research 2025 |
| Mittlerer Elevations-Lokalisationsfehler, offenes Ohr vs Transparenzmodus (10 Erwachsene, in Ruhe) | 6,79° vs 19,4° (p < 0,001) | Ausili et al., Audiology Research 2025 |
| Charakteristische spektrale Einbrüche und Spitzen oberhalb von 5 kHz bei eingesetzten Ohrhörern | Beseitigt | Ausili et al., Audiology Research 2025 |
Kontexthinweis: Harrison et al. maßen pro Modell ein Paar auf einer akustischen Messvorrichtung in diffusem rosa Rauschen mit 80 dB SPL und weisen darauf hin, dass Ergebnisse an der Vorrichtung die Dämpfung im Vergleich zu echten Hörern wahrscheinlich überzeichnen. Die Lokalisationsstudie testete 10 normalhörende Erwachsene; ihre Zusammenfassung nennt den Azimutfehler mit dem Gerät als 19,6°, einen Wert, den der Ergebnisteil nur für die lauteste Bedingung angibt, weshalb wir die Elevationswerte zitieren.
Zusammenfassung: DSP-Latenz bei Kopfhörern mit Geräuschunterdrückung in Zahlen
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Akustischer Vorsprung für Feedforward-ANC, typisches Verbraucher-Headset | 300 bis 400 µs | Scientific Reports 2024 |
| Grenze der Verarbeitungszeit am eigenen Headset der Studie | Unter 320 µs | Scientific Reports 2024 |
| Latenz von ADC über DSP bis DAC bei 768 kHz | 4,7 µs | Applied Sciences 2024 |
| Gruppenlaufzeit des ANC-Codecs, 192 kHz vs 768 kHz | 12,9 µs vs 5 µs (Herstellerangabe) | Datenblatt Analog Devices ADAU1787 |
| Bereich der ANC-Verarbeitungslatenz in der Praxis | Einige zehn bis tausende µs | ICASSP 2024 |
| Modell reiner Verzögerung, 1 vs 2 Abtastwerte zu spät bei 16 kHz | Etwa 20 dB über 2.500 Hz vs etwa 15 dB über 1.500 Hz | Applied Acoustics 2014 |
| Herkömmliches adaptives Filter bei stimmhafter Sprache, ohne Verzögerung | Etwa 35 dB, halbiert bei 5 Abtastwerten Verzögerung | ICASSP 2024 |
| Optimiertes Hybrid-ANC, 100 bis 400 Hz | Mehr als 20 dB | ICSV 2016 |
| Feedforward-Teil eines digitalen Hybrids, 0 bis 1.000 Hz | Rund 15 bis 25 dB | Rivera Benois et al. 2017 |
| Wasserbett-Anhebung bei unsicherheitsbeschränktem Feedback-Entwurf | Innerhalb von 5 dB | Applied Sciences 2024 |
| ANC-Reduktion von Hintergrundlärm, 2 Over-Ear-Modelle | Bis zu 20 dB | Hearing Research 2026 |
| Bestehensquote beim Screening bei 0,5 bis 1 kHz bei 90 dB SPL Lärm | 0% | Sensors 2022 |
| Hear-Through-Verzögerung: ANC-Kopfhörer vs Hörgeräte | Etwa 100 µs vs überwiegend 3,5 bis 10 ms | Trends in Hearing 2024 |
| Präferenz für 0 oder 0,5 ms Verzögerung vs 2 bis 10 ms | 62% vs 38% | Trends in Hearing 2024 |
| Sprachverständlichkeitsschwelle, 1,75 ms vs 7 ms Verzögerung (einseitige offene Versorgung) | -18,1 vs -14,7 dB SNR | Frontiers in Neuroscience 2023 |
| Maximale Hear-Through-Anhebung, AirPods Pro 2. Gen. | 14,37 dB bei etwa 2,5 kHz | Acta Acustica 2025 |
| Elevationsfehler, offenes Ohr vs Transparenzmodus | 6,79° vs 19,4° | Audiology Research 2025 |
Methodik und Quellen
- Kwong, Choy, Chan und Mung, Tunable active noise control circuit topology for multiple-feature applications, Scientific Reports 2024.
- Zhang und Qiu, Causality study on a feedforward active noise control headset with different noise coming directions in free field, Applied Acoustics 2014.
- Iotov, Nørholm, McCutcheon und Christensen, Improving Speech Attenuation in Headphones using Harmonic Model Decomposition and Multiple-Frequency ANC, IEEE ICASSP 2024.
- Hua und Pang, Uncertainty Constraint on Headphone Secondary Path Function for Designing Cascade Biquad Feedback Controller, Applied Sciences 2024.
- WaveNet-Volterra Neural Networks for Active Noise Control: A Fully Causal Approach, arXiv-Preprint 2504.04450, 2025.
- Wu, Qiu, Ma und Guo, Comparison of feedforward, feedback and hybrid structures on an ANC headphone, ICSV 2016.
- Rivera Benois, Nowak und Zölzer, Evaluation of a Decoupled Feedforward-Feedback Hybrid Structure for Active Noise Control in a Multi-Source Environment, 2017.
- Byun, Kwak, Lee, Cho und Kong, Feasibility study on noise attenuation and stability of active noise cancelling headphones for mobile hearing screening, Hearing Research 2026.
- Cheng et al., Objective Signal Analysis for Investigating Feasibility of Active Noise Cancellation in Hearing Screening, Sensors 2022.
- Vledder, Yao, Song und Vink, Effectiveness of earplugs and noise cancelling headphones to improve turboprop acoustic comfort, Work 2026.
- Denk, Wiederschein, Kemper und Husstedt, (Why) Do Transparent Hearing Devices Impair Speech Perception in Collocated Noise?, Trends in Hearing 2024.
- Súsonnudóttir, Kowalewski, Stiefenhofer und Neher, Individual Differences Underlying Preference for Processing Delay in Open-Fit Hearing Aids, Trends in Hearing 2024 und Súsonnudóttir et al., Own-Voice Perception with Different Processing Delays in Open-Fit Hearing Aids, Trends in Hearing 2026.
- Roth, Müller, Angermeier, Hemmert und Zirn, Effect of a processing delay between direct and delayed sound in simulated open fit hearing aids on speech intelligibility in noise, Frontiers in Neuroscience 2023.
- Harrison, Archer-Boyd und Murphy, Measurement of insertion loss and gain in variable hear-through and noise cancellation modes of true wireless earbuds, Acta Acustica 2025.
- Ausili, Erthal, Bennett und Snapp, Sound Localization with Hearables in Transparency Mode, Audiology Research 2025.
- Herstellerdokumente (durchgehend als Herstellerangaben gekennzeichnet): Datenblatt Analog Devices ADAU1787 Rev. A, Dolphin Design, Paving the way for the next generation audio codec for TWS applications, Teil 3, 29. März 2021, Übersicht zur Qualcomm Snapdragon S5 Gen 1 Sound Platform, Produktseite Apple AirPods Pro.
- Daten-Hinweis: (1) Peer-reviewte Messungen der internen Latenz handelsüblicher ANC-Ohrhörer fehlen in der offenen Literatur fast völlig; Hersteller veröffentlichen sie nicht, und die einzige kommerzielle Hear-Through-Verzögerung, die wir gemessen gefunden haben, ist die des einzelnen ANC-In-Ear-Kopfhörers bei Denk et al. 2024 (Modell in den von uns gelesenen Daten nicht genannt). Die Lokalisationsstudie von 2025 beschreibt den Transparenzmodus der AirPods Pro als Modus mit minimaler Verarbeitungslatenz, nennt aber keinen Wert, und Apple veröffentlicht keinen. (2) Mehrere zentrale physikalische Ergebnisse sind älter als drei Jahre (Zhang und Qiu 2014, Wu et al. 2016, Rivera Benois et al. 2017, Dolphin Design 2021); sie sind als aktuellste verfügbare Daten gekennzeichnet. (3) Der Anteil von 1,5% am Verzögerungsbudget kombiniert eine Reglerlatenz aus einer Studie mit einer akustischen Verzögerung eines anderen Headsets aus einer anderen; er veranschaulicht die Größenordnung, nicht ein einzelnes Gerät. (4) Hua und Pang berichten eine Latenz von 4,7 µs bei einem ADAU1777 mit 768 kHz, nahe an den 5 µs, die Analog Devices für den ADAU1787 bei gleicher Rate angibt, aber nicht identisch damit. (5) Zusammenfassung und Ergebnisse der Lokalisationsstudie weichen beim Azimutfehler in der ruhigen Bedingung (19,6°) voneinander ab, weshalb wir nur die Elevation berichten. (6) Die Studie zur Verzögerungspräferenz von 2024 berichtet den Effekt der Diskrimination spektraler Rippel als η² = 0,30 in den Ergebnissen und 0,29 in der Zusammenfassung; die Präferenzaussage in der Zusammenfassung von 2026 ist stärker als ihre korrigierten Statistiken. (7) Wir haben keinen frei zugänglichen AES-Beitrag mit verwertbaren Latenzzahlen zu diesem Thema gefunden; Beiträge der AES-Bibliothek wurden nicht verwendet. (8) Simulationsergebnisse (ICASSP 2024, arXiv 2025, der Wasserbett-Wert von Hua und Pang) sind keine Kopfhörermessungen.
Zuletzt aktualisiert: 27. Oktober 2026. Wir aktualisieren diese Zusammenstellung vierteljährlich, und die nächste Aktualisierung wird erwartet, wenn die Tagungsbände der IEEE ICASSP 2027 veröffentlicht werden.