W typowym konsumenckim zestawie słuchawkowym z redukcją szumów sygnał antyszumowy ma tylko 300 do 400 µs, by przejść od mikrofonu zewnętrznego przez elektronikę i wyjść z głośnika, zanim sam szum dotrze do ucha (Kwong i in., Scientific Reports 2024). To okno to twarda fizyka stojąca za każdym produktem z ANC. Badawczy sterownik próbkujący z częstotliwością 768 kHz poświęca teraz na tor ADC, DSP i DAC zaledwie 4,7 µs (Hua i Pang, Applied Sciences 2024), ale opóźnienie przetwarzania ANC w ogóle może wynosić od dziesiątek do tysięcy mikrosekund (Iotov i in., ICASSP 2024), a każda dodatkowa próbka opóźnienia zawęża pasmo, które da się wygasić. Zebraliśmy dane z Scientific Reports, Applied Acoustics, IEEE ICASSP, Hearing Research, Trends in Hearing, Acta Acustica, Audiology Research, Frontiers in Neuroscience, kongresu ICSV oraz dokumentów producentów Analog Devices, Qualcomm, Apple i Dolphin Design (oznaczonych jako deklaracje producenta). Ile decybeli dają gotowe słuchawki douszne, sprawdzisz w naszych statystykach ANC w słuchawkach true wireless; o znacznie wolniejszym świecie usuwania szumów przez AI po stronie mikrofonu przeczytasz w naszych statystykach opóźnienia neuronowego tłumienia szumów.
TL;DR
- 300 do 400 µs: typowy czas przejścia dźwięku od mikrofonu zewnętrznego do ucha w zestawach konsumenckich, czyli cały budżet dla ANC ze sprzężeniem w przód (Kwong i in., Scientific Reports 2024).
- 4,7 µs od ADC przez DSP do DAC w sterowniku ANC o częstotliwości 768 kHz (Hua i Pang, Applied Sciences 2024).
- 12,9 µs przy 192 kHz wobec 5 µs przy 768 kHz: opóźnienie grupowe kodeka ANC od wejścia analogowego do wyjścia analogowego (karta katalogowa Analog Devices ADAU1787, deklaracja producenta).
- Opóźnienie przetwarzania ANC może wynosić od dziesiątek do tysięcy mikrosekund (Iotov i in., ICASSP 2024).
- Jedna próbka nadmiarowego opóźnienia: szczytowa redukcja około 20 dB w paśmie około 2.500 Hz; dwie próbki: około 15 dB w paśmie około 1.500 Hz (Zhang i Qiu, Applied Acoustics 2014).
- Zoptymalizowane ANC hybrydowe: ponad 20 dB od 100 do 400 Hz, 5 do 15 dB od 500 do 800 Hz (Wu i in., ICSV 2016).
- Około 100 µs opóźnienia w trybie przezroczystości dousznej słuchawki z ANC wobec zwykle 3,5 do 10 ms w aparatach słuchowych (Denk i in., Trends in Hearing 2024).
- Krótkie opóźnienia (0 lub 0,5 ms) wybierano w 62% przypadków zamiast opóźnień 2 do 10 ms (Súsonnudóttir i in., Trends in Hearing 2024).
- Podbicie w trybie przezroczystości do 14,37 dB w pobliżu 2,5 kHz w AirPods Pro 2 (Harrison i in., Acta Acustica 2025).
- Błąd lokalizacji w płaszczyźnie pionowej 6,79° dla ucha otwartego wobec 19,4° w trybie przezroczystości AirPods Pro (Ausili i in., Audiology Research 2025).
1. Budżet opóźnienia: akustyczna przewaga kontra opóźnienie elektroniczne
ANC ze sprzężeniem w przód to wyścig. Mikrofon zewnętrzny (referencyjny) słyszy szum jako pierwszy, a sygnał antyszumowy musi opuścić głośnik na tyle wcześnie, by spotkać tę samą falę dźwiękową przy błonie bębenkowej. W typowych zestawach konsumenckich szum potrzebuje tylko 300 do 400 µs na pokonanie tej drogi, według Kwonga i in. w Scientific Reports, a ich własny zestaw zmierzył 320 µs, co autorzy przyjęli za pułap całkowitego czasu przetwarzania. Opóźnienie grupowe, czyli czas, jaki sygnał potrzebuje na przejście przez przetworniki i filtry, musi zmieścić się w tej wartości z zapasem.
Dobra wiadomość jest taka, że nowoczesne przetworniki o wysokiej częstotliwości próbkowania zużywają bardzo mało budżetu. Tor 4,7 µs zająłby około 1,5% okna 320 µs (4,7 / 320 = 0,0147), choć obie wartości pochodzą z różnych urządzeń. Zła wiadomość jest taka, że nie każdy projekt pracuje przy takich częstotliwościach: opublikowane szacunki opóźnienia przetwarzania ANC sięgają tysięcy mikrosekund (zob. tabelę), a wolny koniec tego zakresu jest kilkukrotnie dłuższy niż akustyczna przewaga.
| Metryka | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| Czas przejścia dźwięku od mikrofonu zewnętrznego do ucha, typowe zestawy konsumenckie | 300 do 400 µs | Kwong i in., Scientific Reports 2024 |
| Ta sama miara na własnym zestawie badania i wynikający z niej limit całkowitego czasu przetwarzania | 320 µs; przetwarzanie musi zająć mniej niż 320 µs | Kwong i in., Scientific Reports 2024 |
| Opóźnienie akustyczne przez nauszniki ochronne obejmujące małżowinę, test w komorze bezechowej | około 0,29 ms | Zhang i Qiu, Applied Acoustics 2014 |
| Opóźnienie toru pierwotnego (od źródła szumu do ucha) przy źródle z przodu wobec źródła z boku oraz opóźnienie toru wtórnego (od głośnika do mikrofonu błędu, wraz z przetwornikami), przy próbkowaniu 16 kHz | 7 próbek wobec 5 próbek; około 6 próbek | Zhang i Qiu, Applied Acoustics 2014 |
| Zakres opóźnienia przetwarzania ANC w praktyce | od dziesiątek do tysięcy mikrosekund | Iotov i in., ICASSP 2024 |
| Opóźnienie ADC, DSP i DAC, badawczy sterownik ANC ze sprzężeniem zwrotnym próbkujący z częstotliwością 768 kHz | 4,7 µs | Hua i Pang, Applied Sciences 2024 |
| Opóźnienie grupowe kodeka ANC od wejścia analogowego do wyjścia analogowego przy 192, 384 i 768 kHz, DSP wykonuje zero instrukcji | 12,9 µs, 7,5 µs i 5 µs (deklaracja producenta) | Karta katalogowa Analog Devices ADAU1787 Rev. A, 2020 |
| Opóźnienie analogowego toru nagrywania oraz całkowite opóźnienie od wejścia do wyjścia kodeka TWS przeznaczonego do ANC | nawet 3 µs; 6 do 8 µs (deklaracja producenta) | Dolphin Design, biała księga o kodekach TWS, część 3, 2021 |
Uwaga kontekstowa: przy 16 kHz jedna próbka trwa 62,5 µs (1 / 16.000), więc 7 próbek to około 437,5 µs, a 6 próbek około 375 µs. Przy 7 próbkach akustycznej przewagi i około 6 próbkach opóźnienia elektronicznego zestaw z 2014 roku był przyczynowy z zapasem zaledwie około jednej próbki przy źródle z przodu, a przy źródle z boku (5 próbek) ten zapas zniknął. Najnowsze dostępne dane o rozkładzie opóźnień na torach: badanie przyczynowości z Applied Acoustics z 2014 roku. Wartości z karty katalogowej Analog Devices to pomiary własne producenta przy pominiętym szybkim DSP, więc rzeczywisty filtr ANC dodaje do nich swoje. Dla porównania interfejs audio komputera pracuje w milisekundach, nie w mikrosekundach, co pokazujemy w naszych statystykach rozmiaru bufora DAW i opóźnienia.
2. Jak opóźnienie ogranicza pasmo redukcji
Spóźniony sygnał antyszumowy nadal może wygasić dźwięk zmieniający się powoli, ale nie taki, który zmienia się szybko. Na tym polega cały mechanizm ograniczenia pasma: każda próbka opóźnienia zmniejsza zakres częstotliwości, które sterownik potrafi przewidzieć na tyle dobrze, by je wygasić. W modelu czystego opóźnienia pojedyncza próbka nadmiarowego opóźnienia przy 16 kHz nadal pozwalała na szczytową redukcję około 20 dB w paśmie mniej więcej 2.500 Hz; druga próbka obniżała to do około 15 dB w paśmie mniej więcej 1.500 Hz (Zhang i Qiu, Applied Acoustics 2014).
Kierunek szumu również zmienia budżet opóźnienia. Gdy źródło przesunęło się z przodu na bok głowy, akustyczna przewaga skurczyła się o dwie próbki, a zmierzona redukcja ogólna spadła o około 6,6 dB (12,2 - 5,6). Najtrudniejszy jest sygnał mowy: przy konwencjonalnych filtrach adaptacyjnych wygaszanie mowy dźwięcznej załamuje się wraz ze wzrostem opóźnienia, dlatego praca z ICASSP 2024 modeluje harmoniczne mowy, aby przewidywać z wyprzedzeniem. Ta sama rodzina filtrów adaptacyjnych działa w konferencyjnych układach usuwania echa, o czym piszemy w naszych statystykach akustycznej redukcji echa.
| Metryka | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| Model czystego opóźnienia, sygnał antyszumowy spóźniony o 1 próbkę (16 kHz): szczytowa redukcja, pasmo, redukcja ogólna | około 20 dB; około 2.500 Hz; około 7,2 dB | Zhang i Qiu, Applied Acoustics 2014 |
| Ten sam model, sygnał antyszumowy spóźniony o 2 próbki | około 15 dB; około 1.500 Hz; około 4,6 dB | Zhang i Qiu, Applied Acoustics 2014 |
| Zmierzony zestaw ze sprzężeniem w przód, komora bezechowa, źródło z przodu wobec źródła z boku: redukcja szczytowa i ogólna | około 20 dB i 12,2 dB (poniżej 1.500 Hz) wobec około 12 dB i 5,6 dB (poniżej 1.000 Hz) | Zhang i Qiu, Applied Acoustics 2014 |
| Średnie tłumienie mowy dźwięcznej, konwencjonalny filtr adaptacyjny (FXNLMS), bez opóźnienia, oraz jego spadek wraz z opóźnieniem przy 48 kHz | około 35 dB; o połowę mniej przy 5 próbkach, trzykrotnie mniej przy 15 próbkach | Iotov i in., ICASSP 2024 |
| Górna częstotliwość, do której ten konwencjonalny filtr jeszcze tłumi mowę | około 1 kHz; wzmacnia mowę od 2,5 do 3,5 kHz | Iotov i in., ICASSP 2024 |
| Przewaga ANC z modelem harmonicznym (HMD-ANC) nad filtrem konwencjonalnym przy opóźnieniach od 9 do 60 próbek oraz jego skuteczny zakres przy 20 próbkach | o 3,0 do 7,3 dB więcej; do około 2,5 kHz | Iotov i in., ICASSP 2024 |
| Symulacja, szum typu babble, tory liniowe: w pełni przyczynowy model neuronowy wobec filtru Wienera wobec FxLMS w dziedzinie czasu (2.048 współczynników) | -34,48 dBA wobec -30,79 dBA wobec -7,43 dBA | WaveNet-Volterra Neural Networks for ANC, preprint arXiv 2025 |
Uwaga kontekstowa: przy 48 kHz 20 próbek to około 0,42 ms (20 / 48.000 = 0,000417 s). Wyniki z ICASSP i arXiv to symulacje, a nie pomiary słuchawek; preprint arXiv dodatkowo daje swoim tradycyjnym filtrom dokładny tor wtórny, co je faworyzuje. Pomiary przyczynowości w polu swobodnym pochodzą z 2014 roku (najnowsze dostępne dane dla zmierzonego badania przyczynowości tego rodzaju).
3. Pętle sterowania: sprzężenie w przód, zwrotne i hybrydowe
Trzy architektury dzielą widmo między siebie. Sprzężenie w przód wykorzystuje mikrofon zewnętrzny i wygrywa pasmem, gdy szum dociera na czas; sprzężenie zwrotne wykorzystuje mikrofon wewnątrz muszli, nie potrzebuje przewagi czasowej, ale ogranicza je opóźnienie pętli oraz efekt materaca wodnego (zasada, że zepchnięcie szumu w dół w jednym paśmie podnosi go w innym). Zoptymalizowany układ hybrydowy na jednych słuchawkach osiągnął ponad 20 dB redukcji od 100 do 400 Hz i 5 do 15 dB od 500 do 800 Hz, czyli najlepszy wynik z trzech przetestowanych struktur (Wu, Qiu, Ma i Guo, ICSV 2016).
W gałęzi sprzężenia zwrotnego uwidaczniają się dopasowanie i zmienność użytkowników. Tor wtórny, czyli droga akustyczna od głośnika do mikrofonu wewnętrznego, zmienia się wraz z kształtem głowy, włosami i okularami, więc sterownik dostrojony na jednej głowie manekina akustycznego może stracić margines stabilności na prawdziwym użytkowniku. Projekt Hua i Panga z 2024 roku pokazuje, że ten kompromis da się opanować: ograniczenie filtru tak, by tolerował zmienność toru, utrzymało wzrost efektu materaca wodnego w granicach 5 dB. Sekcja 2 wyjaśnia, dlaczego sprzężenie w przód traci przewagę, gdy źródło szumu się przemieszcza.
| Metryka | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| ANC hybrydowe na jednych słuchawkach ze zoptymalizowanymi parametrami: redukcja od 100 do 400 Hz i od 500 do 800 Hz | ponad 20 dB; 5 do 15 dB | Wu, Qiu, Ma i Guo, ICSV 2016 |
| W pełni cyfrowe, rozprzężone ANC hybrydowe na głowie manekina akustycznego: redukcja z części ze sprzężeniem w przód, szum od 0 do 1.000 Hz | około 15 do 25 dB, zanikająca w pobliżu 50 Hz | Rivera Benois, Nowak i Zölzer, 2017 |
| Dodatkowa redukcja z gałęzi sprzężenia zwrotnego (sterowanie z modelem wewnętrznym) w jednym podpaśmie | około 1 do 3 dB | Rivera Benois, Nowak i Zölzer, 2017 |
| Wzrost efektu materaca wodnego (podbicie szumu poza wygaszanym pasmem) dla sterownika sprzężenia zwrotnego zaprojektowanego z ograniczeniem niepewności toru wtórnego | w granicach 5 dB dla wszystkich zmierzonych torów wtórnych (symulacja) | Hua i Pang, Applied Sciences 2024 |
| Przestrajalny obwód ANC: pasmo obsługiwane przez ANC wobec pasma pozostawionego pasywnemu tłumieniu muszli | poniżej 2 kHz wobec powyżej 2 kHz | Kwong i in., Scientific Reports 2024 |
| Skuteczne pasmo ANC ze sprzężeniem w przód wobec ANC ze sprzężeniem zwrotnym wobec izolacji pasywnej w słuchawkach dousznych TWS | około 80 Hz do 2 kHz wobec około 50 Hz do 800 Hz wobec powyżej 1 kHz (deklaracja producenta) | Dolphin Design, biała księga o kodekach TWS, część 3, 2021 |
| Układ do słuchawek dousznych z dedykowanymi rdzeniami ANC i przezroczystości: generacja ANC i taktowanie DSP | ANC adaptacyjne 4. generacji; 1 DSP 350 MHz i 1 DSP 150 MHz (deklaracja producenta) | Qualcomm, opis platformy dźwiękowej Snapdragon S5 Gen 1 |
Uwaga kontekstowa: artykuł z ICSV 2016 jest w zamkniętym dostępie, a wartości pochodzą z jego opublikowanego streszczenia; praca Rivery Benois i in. z 2017 roku odczytuje wartości dB z wykresu. Obie to najnowsze dostępne dane do porównań struktur obok siebie. Artykuł Dolphin Design i opis platformy Qualcomm to dokumenty producentów; Qualcomm nie podaje żadnej wartości w decybelach dla swojego ANC.
4. Zmierzone tłumienie poza symulatorem
Symulacje pokazują, co pętla sterowania mogłaby zrobić; pomiary pokazują, co przetrwa przy prawdziwym szumie, prawdziwych uszach i prawdziwych poziomach. Dwie nauszne słuchawki z ANC zmniejszyły tło szumu białego i tony czyste nawet o 20 dB, a największe redukcje wystąpiły przy niskich częstotliwościach, w dziesięciu częstotliwościach audiometrycznych od 125 do 8.000 Hz (Byun i in., Hearing Research 2026). Ten pułap jest zgodny z szczytami rzędu 20 dB w ograniczonym opóźnieniem zestawie laboratoryjnym z sekcji 2.
Poziom ma takie samo znaczenie jak częstotliwość. W badaniu przesiewowym słuchu z trzema konfiguracjami ANC wierność, z jaką przechodził ton testowy, gwałtownie spadała wraz ze wzrostem szumu tła, a przy 90 dB SPL odsetek zaliczeń przy 0,5 do 1 kHz wynosił 0% dla wszystkich trzech konfiguracji (Cheng i in., Sensors 2022). Poniższe badanie samolotu turbośmigłowego pokazuje praktyczną korzyść: w hałasie kabiny zdominowanym przez ton około 100 Hz, czyli dokładnie w paśmie, z którym ANC radzi sobie najlepiej, słuchawki z ANC były jedyną opcją, której przewaga komfortu nad brakiem ochrony przetrwała korektę statystyczną.
| Metryka | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| Redukcja szumu białego tła i tonów czystych przez ANC, 2 modele nauszne, 125 do 8.000 Hz | do 20 dB, większa przy niskich częstotliwościach | Byun i in., Hearing Research 2026 |
| Stabilność wyjścia ANC przy stałym szumie białym wobec dynamicznego szumu białego | odchylenie poniżej 1 dB SPL wobec wahań poniżej 5 dB | Byun i in., Hearing Research 2026 |
| Korelacja tonu testowego słyszanego przez ANC z tym samym tonem w ciszy, średnia z 3 konfiguracji ANC: tło 50 dB SPL wobec 90 dB SPL | 83% wobec 35% | Cheng i in., Sensors 2022 |
| Odsetek zaliczeń badania przesiewowego słuchu przy 0,5 do 1 kHz przy tle 90 dB SPL, wszystkie trzy konfiguracje ANC | 0% | Cheng i in., Sensors 2022 |
| Hałas kabiny samolotu turbośmigłowego odtworzony w laboratorium i jego dominujący ton | 84,2 do 86,3 dB(A); składowa tonalna około 100 Hz | Vledder i in., Work 2026 |
| Komfort ze słuchawkami z ANC wobec braku ochrony w hałasie samolotu turbośmigłowego (24 uczestników) | istotnie lepszy, p < 0,001, nadal istotny po korekcie Bonferroniego | Vledder i in., Work 2026 |
| Komfort z piankowymi wkładkami wobec braku ochrony w tym samym hałasie | nieistotny, p = 0,102 | Vledder i in., Work 2026 |
Uwaga kontekstowa: badanie Vledder i in. wykorzystało słuchawki Bose NC 700 i podaje komfort, a nie zmierzone tłumienie; słuchawki z ANC zwiększały też z czasem lokalny dyskomfort wokół ucha. Konfiguracje Cheng i in. to Apple AirPods Pro, Bose QuietComfort 35 oraz EarPods pod QC35. Wyniki laboratoryjne nie odpowiadają każdemu uchu i każdemu dopasowaniu.
5. Opóźnienie w trybie przezroczystości: mikrosekundy kontra milisekundy
Tryb przezroczystości (hear-through) odwraca problem sterowania: mikrofony zewnętrzne przekazują dźwięk otoczenia do głośnika, aby użytkownik słyszał pomieszczenie. Ponieważ część dźwięku z zewnątrz nadal przecieka obok końcówki słuchawki, każde opóźnienie przetwarzania sprawia, że dźwięk przeciekający i odtwarzany sumują się niezgodnie w fazie, co wycina w widmie regularne zagłębienia, czyli efekt filtru grzebieniowego. Douszna słuchawka z ANC w trybie przezroczystości opóźniała dźwięk o około 100 µs, podczas gdy zaawansowane aparaty słuchowe ustawione na przezroczystość zwykle potrzebowały 3,5 do 10 ms (Denk i in., Trends in Hearing 2024), a tylko słuchawka nie wykazała istotnej kary w rozumieniu mowy w szumie.
Badania słuchaczy wyjaśniają, dlaczego klasa mikrosekund ma znaczenie. Ludzie wolą najkrótsze opóźnienia, a dłuższe sprawiają, że własny głos brzmi metalicznie i ostro. W symulowanym jednostronnym dopasowaniu otwartym zwiększenie opóźnienia z 1,75 do 7 ms pogorszyło próg rozumienia mowy (stosunek sygnału do szumu, przy którym rozumiana jest połowa mowy) o 3,4 dB (-14,7 - (-18,1)), choć przy dopasowaniu obu uszu wpływ opóźnienia nie był istotny (p = 0,303) (Roth i in., Frontiers in Neuroscience 2023).
| Metryka | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| Opóźnienie przetwarzania dousznej słuchawki z ANC w trybie przezroczystości | około 100 µs, ze szczytem blisko 1 ms w okolicy 1,5 kHz | Denk i in., Trends in Hearing 2024 |
| Opóźnienie przetwarzania sześciu zaawansowanych aparatów słuchowych ustawionych na przezroczystość oraz platformy badawczej | zwykle 3,5 do 10 ms (jeden model około 1 ms przy 500 Hz i poniżej); 10 ms | Denk i in., Trends in Hearing 2024 |
| Niekorzyść w rozumieniu mowy w szumie względem ucha otwartego (18 słuchaczy z prawidłowym słuchem) | około 0,5 do 1 dB dla aparatów słuchowych; nieistotna dla słuchawki z ANC | Denk i in., Trends in Hearing 2024 |
| Opóźnienia przetwarzania zgłaszane dla urządzeń słuchowych oraz niedopasowanie opóźnienia lewo-prawo | 0 do 9,7 ms; niedopasowania do 9,5 ms | Ausili i in., Audiology Research 2025 |
| Udział wyborów dla krótkich opóźnień (0 lub 0,5 ms) wobec dłuższych (2, 5 lub 10 ms), 29 słuchaczy | 62% wobec 38% | Súsonnudóttir i in., Trends in Hearing 2024 |
| Ocena własnego głosu na skali tonalnej (metaliczny, ostry), opóźnienie 0,5 ms wobec 10 ms, 24 użytkowników aparatów słuchowych | mediana 1,00 wobec 7,50, p < 0,001 | Súsonnudóttir i in., Trends in Hearing 2026 |
| Próg rozumienia mowy w symulowanym jednostronnym dopasowaniu otwartym, opóźnienie 1,75 ms wobec 7 ms | -18,1 wobec -14,7 dB SNR (wyższy jest gorszy) | Roth i in., Frontiers in Neuroscience 2023 |
| Częstość przetwarzania funkcji ochrony słuchu w słuchawkach dousznych oraz poziom ciągły, do którego nie jest przeznaczona | 48.000 razy na sekundę; powyżej 110 dBA (deklaracja producenta) | Strona produktu Apple AirPods Pro 3, 2026 |
Uwaga kontekstowa: badanie Súsonnudóttir i in. z 2024 roku nie wykazało różnicy między 0 a 0,5 ms ani między 2, 5 i 10 ms; podział przebiega między krótkimi a dłuższymi opóźnieniami. W kontynuacji z 2026 roku ogólna preferencja dla 0,5 ms nie była istotna po korekcie Bonferroniego-Holma, podczas gdy różnica tonalna w odbiorze własnego głosu była istotna. Aparaty słuchowe to nie słuchawki douszne z ANC, ale to najlepiej udokumentowany przypadek tego, jak brzmi opóźnienie zmieszane z przeciekającym dźwiękiem bezpośrednim. Ta sekcja ma charakter wyłącznie informacyjny i nie stanowi porady medycznej.
6. Co tryb przezroczystości robi z dźwiękiem przy uchu
Niskie opóźnienie nie czyni trybu przezroczystości naprawdę przezroczystym. W teście trybu hear-through trzech współczesnych słuchawek dousznych najsilniejsze ustawienie podbijało dźwięk o 14,37 dB w pobliżu 2,5 kHz w AirPods Pro (2. generacji), o 13,77 dB w pobliżu 2 kHz w Bose QuietComfort Earbuds II i o 12,28 dB przy 800 Hz w Sony LinkBuds S, jednocześnie tłumiąc najwyższą oktawę o 20 do 30 dB (Harrison i in., Acta Acustica 2025). Autorzy stwierdzili, że żaden z trybów nie zapewniał pełnej przezroczystości akustycznej, i sugerują, że podbicie pasma mowy może być przeznaczone do słuchania multimediów.
Najbardziej cierpi słyszenie przestrzenne. Wskazówki czasowe między uszami przetrwały niemal bez zmian, co zgadza się z opóźnieniami klasy mikrosekund z sekcji 5, natomiast wskazówki poziomu oraz wysokoczęstotliwościowe wskazówki widmowe, których małżowina używa do oceny wysokości źródła, nie przetrwały (Ausili i in., Audiology Research 2025). Rozwiązania z otwartym uchem unikają tego, nigdy nie zamykając przewodu słuchowego, o czym piszemy w naszych statystykach kasowania dipolowego w słuchawkach z otwartym uchem.
| Metryka | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| Szczytowe podbicie w trybie hear-through, najsilniejsze ustawienie: AirPods Pro 2. generacji / Bose QC Earbuds II / Sony LinkBuds S | 14,37 dB w pobliżu 2,5 kHz / 13,77 dB w pobliżu 2 kHz / 12,28 dB przy 800 Hz | Harrison i in., Acta Acustica 2025 |
| Szczytowe podbicie w trybie hear-through, najsłabsze ustawienie z podbiciem, te same trzy słuchawki douszne | 8,54 dB / 3,12 dB / 0,24 dB przy 800 Hz | Harrison i in., Acta Acustica 2025 |
| Odchylenie wysokoczęstotliwościowe od przezroczystości, najsilniejsze ustawienie hear-through | około -20 dB przy 16 do 20 kHz (Apple); -28,24 dB przy 20 kHz (Bose); około -30 dB przy 16 do 20 kHz (Sony) | Harrison i in., Acta Acustica 2025 |
| Czas, po którym AirPods Pro 2 zastosowały kształtowanie widma w trybie hear-through, wobec pozostałych dwóch słuchawek dousznych | około 2 s wobec w ciągu milisekund | Harrison i in., Acta Acustica 2025 |
| Błąd różnicy czasu międzyusznego z AirPods Pro w trybie przezroczystości wobec ucha otwartego, w ciszy | mniej niż 45 µs (zakres ucha otwartego ±700 µs) | Ausili i in., Audiology Research 2025 |
| Największy wzrost różnicy poziomu międzyusznego w trybie przezroczystości | 8,0 dB | Ausili i in., Audiology Research 2025 |
| Średni błąd lokalizacji w płaszczyźnie pionowej, ucho otwarte wobec trybu przezroczystości (10 dorosłych, w ciszy) | 6,79° wobec 19,4° (p < 0,001) | Ausili i in., Audiology Research 2025 |
| Charakterystyczne zagłębienia i szczyty widmowe powyżej 5 kHz przy włożonych słuchawkach dousznych | zlikwidowane | Ausili i in., Audiology Research 2025 |
Uwaga kontekstowa: Harrison i in. zmierzyli po jednej parze każdego modelu na akustycznym stanowisku pomiarowym w rozproszonym szumie różowym o poziomie 80 dB SPL i zaznaczają, że wyniki ze stanowiska prawdopodobnie zawyżają tłumienie w porównaniu z prawdziwymi słuchaczami. Badanie lokalizacji objęło 10 dorosłych z prawidłowym słuchem; jego streszczenie podaje błąd azymutu z urządzeniem na poziomie 19,6°, wartość, którą sekcja wyników podaje tylko dla najgłośniejszego warunku, dlatego cytujemy dane o wysokości.
Podsumowanie: opóźnienie DSP w słuchawkach z redukcją szumów w liczbach
| Metryka | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| Akustyczna przewaga dla ANC ze sprzężeniem w przód, typowy zestaw konsumencki | 300 do 400 µs | Scientific Reports 2024 |
| Limit czasu przetwarzania na własnym zestawie badania | poniżej 320 µs | Scientific Reports 2024 |
| Opóźnienie ADC, DSP i DAC przy 768 kHz | 4,7 µs | Applied Sciences 2024 |
| Opóźnienie grupowe kodeka ANC, 192 kHz wobec 768 kHz | 12,9 µs wobec 5 µs (deklaracja producenta) | Karta katalogowa Analog Devices ADAU1787 |
| Zakres opóźnienia przetwarzania ANC w praktyce | od dziesiątek do tysięcy µs | ICASSP 2024 |
| Model czystego opóźnienia, spóźnienie o 1 wobec 2 próbek przy 16 kHz | około 20 dB w paśmie 2.500 Hz wobec około 15 dB w paśmie 1.500 Hz | Applied Acoustics 2014 |
| Konwencjonalny filtr adaptacyjny dla mowy dźwięcznej, bez opóźnienia | około 35 dB, o połowę mniej przy 5 próbkach opóźnienia | ICASSP 2024 |
| Zoptymalizowane ANC hybrydowe, 100 do 400 Hz | ponad 20 dB | ICSV 2016 |
| Część ze sprzężeniem w przód w układzie hybrydowym cyfrowym, 0 do 1.000 Hz | około 15 do 25 dB | Rivera Benois i in. 2017 |
| Wzrost efektu materaca wodnego przy projekcie sprzężenia zwrotnego z ograniczeniem niepewności | w granicach 5 dB | Applied Sciences 2024 |
| Redukcja szumu tła przez ANC, 2 modele nauszne | do 20 dB | Hearing Research 2026 |
| Odsetek zaliczeń badania przesiewowego przy 0,5 do 1 kHz w szumie 90 dB SPL | 0% | Sensors 2022 |
| Opóźnienie w trybie przezroczystości: słuchawka z ANC wobec aparatów słuchowych | około 100 µs wobec zwykle 3,5 do 10 ms | Trends in Hearing 2024 |
| Preferencja opóźnienia 0 lub 0,5 ms wobec 2 do 10 ms | 62% wobec 38% | Trends in Hearing 2024 |
| Próg rozumienia mowy, opóźnienie 1,75 ms wobec 7 ms (jednostronne dopasowanie otwarte) | -18,1 wobec -14,7 dB SNR | Frontiers in Neuroscience 2023 |
| Szczytowe podbicie w trybie hear-through, AirPods Pro 2. generacji | 14,37 dB w pobliżu 2,5 kHz | Acta Acustica 2025 |
| Błąd w płaszczyźnie pionowej, ucho otwarte wobec trybu przezroczystości | 6,79° wobec 19,4° | Audiology Research 2025 |
Metodologia i źródła
- Kwong, Choy, Chan i Mung, Tunable active noise control circuit topology for multiple-feature applications, Scientific Reports 2024.
- Zhang i Qiu, Causality study on a feedforward active noise control headset with different noise coming directions in free field, Applied Acoustics 2014.
- Iotov, Nørholm, McCutcheon i Christensen, Improving Speech Attenuation in Headphones using Harmonic Model Decomposition and Multiple-Frequency ANC, IEEE ICASSP 2024.
- Hua i 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, preprint arXiv 2504.04450, 2025.
- Wu, Qiu, Ma i Guo, Comparison of feedforward, feedback and hybrid structures on an ANC headphone, ICSV 2016.
- Rivera Benois, Nowak i Zölzer, Evaluation of a Decoupled Feedforward-Feedback Hybrid Structure for Active Noise Control in a Multi-Source Environment, 2017.
- Byun, Kwak, Lee, Cho i Kong, Feasibility study on noise attenuation and stability of active noise cancelling headphones for mobile hearing screening, Hearing Research 2026.
- Cheng i in., Objective Signal Analysis for Investigating Feasibility of Active Noise Cancellation in Hearing Screening, Sensors 2022.
- Vledder, Yao, Song i Vink, Effectiveness of earplugs and noise cancelling headphones to improve turboprop acoustic comfort, Work 2026.
- Denk, Wiederschein, Kemper i Husstedt, (Why) Do Transparent Hearing Devices Impair Speech Perception in Collocated Noise?, Trends in Hearing 2024.
- Súsonnudóttir, Kowalewski, Stiefenhofer i Neher, Individual Differences Underlying Preference for Processing Delay in Open-Fit Hearing Aids, Trends in Hearing 2024 oraz Súsonnudóttir i in., Own-Voice Perception with Different Processing Delays in Open-Fit Hearing Aids, Trends in Hearing 2026.
- Roth, Müller, Angermeier, Hemmert i 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 i 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 i Snapp, Sound Localization with Hearables in Transparency Mode, Audiology Research 2025.
- Dokumenty producentów (w całym tekście oznaczone jako deklaracje producenta): karta katalogowa Analog Devices ADAU1787 Rev. A, Dolphin Design, Paving the way for the next generation audio codec for TWS applications, Part 3, 29 marca 2021, opis platformy dźwiękowej Qualcomm Snapdragon S5 Gen 1, strona produktu Apple AirPods Pro.
- Uwaga o danych: (1) Recenzowane pomiary wewnętrznego opóźnienia sprzedawanych słuchawek dousznych z ANC są w otwartej literaturze prawie nieobecne; producenci ich nie publikują, a jedyne zmierzone komercyjne opóźnienie trybu przezroczystości, jakie znaleźliśmy, to pojedyncza douszna słuchawka z ANC w pracy Denk i in. 2024 (modelu nie podano w danych, które czytaliśmy). Badanie lokalizacji z 2025 roku opisuje tryb przezroczystości AirPods Pro jako mający minimalne opóźnienie przetwarzania, ale nie podaje wartości, a Apple żadnej nie publikuje. (2) Kilka podstawowych wyników fizycznych jest starszych niż trzy lata (Zhang i Qiu 2014, Wu i in. 2016, Rivera Benois i in. 2017, Dolphin Design 2021); oznaczono je jako najnowsze dostępne dane. (3) Udział 1,5% budżetu opóźnienia łączy opóźnienie sterownika z jednego badania z opóźnieniem akustycznym innego zestawu z innej pracy; ilustruje skalę, a nie jedno urządzenie. (4) Hua i Pang podają opóźnienie 4,7 µs dla ADAU1777 przy 768 kHz, bliskie, lecz nie identyczne z 5 µs, które Analog Devices deklaruje dla ADAU1787 przy tej samej częstotliwości. (5) Streszczenie i wyniki badania lokalizacji różnią się co do błędu azymutu w warunku ciszy (19,6°), więc podajemy tylko wysokość. (6) Badanie preferencji opóźnienia z 2024 roku podaje efekt rozróżniania zafalowania widmowego jako η² = 0,30 w wynikach i 0,29 w streszczeniu; twierdzenie o preferencji w streszczeniu z 2026 roku jest mocniejsze niż jego skorygowane statystyki. (7) Nie znaleźliśmy otwartego artykułu AES z użytecznymi danymi o opóźnieniu na ten temat; artykuły z biblioteki AES nie były używane. (8) Wyniki symulacji (ICASSP 2024, arXiv 2025, wartość efektu materaca wodnego u Hua i Panga) nie są pomiarami słuchawek.
Ostatnia aktualizacja: 27 października 2026 roku. Aktualizujemy to zestawienie kwartalnie, a kolejnego odświeżenia można się spodziewać po opublikowaniu materiałów konferencji IEEE ICASSP 2027.