Recintos de subwoofer, más que una simple caja

Durante décadas, ha habido discusión tras discusión sobre cuáles de los diferentes gabinetes de subwoofer son "los mejores" y por qué. Echemos un vistazo a por qué necesitamos un gabinete de subwoofer y cómo los tres estilos populares (sellado, ventilado y de paso de banda) difieren en su diseño y rendimiento.

Gestión de contracorriente

Si conectara cualquier altavoz a un amplificador, lo sostuviera en la mano y le reprodujera música, se daría cuenta de que no escucharía ningún bajo. Esto se debe a que el sonido que proviene de la parte frontal del altavoz cancela el sonido que proviene de la parte posterior. Necesitamos una manera de evitar que el sonido proveniente de la parte posterior del cono del altavoz interfiera con el sonido proveniente del frente. Si hiciera un agujero en medio de un trozo de madera grande y plano y montara el altavoz en él, escucharía muchos más graves. De hecho, hasta que la mitad de la longitud de onda de las frecuencias graves sea más larga que las dimensiones de la pieza de madera, obtendrá unos graves realmente buenos y sólidos. Si colocamos un altavoz en un recinto hermético, ninguno de los sonidos que provienen de la parte posterior interfiere con el sonido que proviene del frente.

Manejo de potencia

La capacidad de un altavoz para usar la potencia producida por un amplificador está limitada por dos criterios:qué tan lejos puede moverse el cono del altavoz y cuánto calor puede manejar la bobina móvil del altavoz. Las limitaciones de manejo de potencia térmica se basan principalmente en el diseño de un altavoz:el tamaño de la bobina de voz, cómo se maneja el flujo de aire alrededor de la bobina de voz y la proximidad de los componentes estacionarios del ensamblaje del motor a la bobina de voz son los factores clave que contribuyen. . Las restricciones de excursión limitada también forman parte del diseño del altavoz:la longitud del devanado de la bobina móvil, la altura de la placa superior y el recorrido de suspensión disponible son factores clave.

Excursión

Cuando se trata de reproducir graves, un altavoz tiene que moverse cuatro veces más cada vez que la frecuencia de entrada se reduce a la mitad. Por ejemplo, un altavoz que se mueve 0,125 pulgadas a 100 Hz tiene que moverse 0,5 pulgadas para reproducir el mismo nivel de salida a 50 Hz y 2 pulgadas a 20 Hz. Puede ver que, para las frecuencias más bajas, las limitaciones de excursión del cono son significativas:muy pocos altavoces pueden moverse 2 pulgadas sin una distorsión significativa.

Cuando colocamos un altavoz en una caja, la combinación de la caja y el altavoz crea un filtro de paso alto. Estamos disminuyendo efectivamente la salida de baja frecuencia del altavoz. ¿Por qué querríamos hacer esto? El beneficio de un recinto es que podemos controlar el movimiento del cono del altavoz. Mirar un recinto de suspensión acústica simple (también conocido como sellado) será la ilustración más simple de esta explicación.

Cumplimiento

Todos y cada uno de los altavoces, desde los subwoofers más grandes hasta los tweeters más pequeños, tienen elasticidad en el cono. A esto lo llamamos el cumplimiento. Medimos el cumplimiento comparándolo con un volumen de aire con la elasticidad equivalente. Llamamos a esta característica del hablante Vas. En términos generales, un altavoz con una especificación Vas muy pequeña tiene una suspensión ajustada y un altavoz con una Vas grande tiene una suspensión más blanda. Hay mucho más que eso, pero para la discusión de las características y beneficios del gabinete, eso es todo lo que necesitamos por ahora.

Cuando colocamos un altavoz en un recinto, endurecemos la suspensión. Cuando empuja el cono del altavoz, está empujando contra la suspensión del altavoz (que quiere centrar el cono) y está tratando de presurizar el aire en el recinto. Cuando el cono intenta moverse hacia afuera desde el reposo, está poniendo el aire en un estado de vacío:quiere tirar del cono de regreso a su posición de reposo. Sacrificamos la salida de baja frecuencia, pero ganamos un manejo de potencia significativo y control sobre el movimiento del cono del altavoz. Para este último, la combinación del aire en el recinto y la suspensión del altavoz ayudan a detener el movimiento del cono del altavoz una vez que una señal eléctrica lo pone en movimiento.

Piense en ello como un amortiguador en un vehículo. Puede ver que tener un recinto es fundamental.

Recintos de subwoofer de suspensión acústica

El más simple de los recintos se denomina suspensión acústica o recinto sellado. En estos recintos, colocamos el altavoz en una caja hermética. Cuando colocamos un altavoz en un recinto, el sistema resuena a una frecuencia específica que llamamos Fc. Por debajo de esa frecuencia, la salida se reduce a una tasa de -12 dB por octava. Si el sistema tiene una frecuencia de resonancia de 50 Hz, la salida será 12 dB más silenciosa a 25 Hz.

Los recintos de suspensión acústica se encuentran entre los recintos más pequeños de los que hablaremos. También son los más fáciles de construir y los que más perdonan los errores de cálculo. Si combina la atenuación de la caja y el sistema de altavoces con el aumento de la eficiencia que obtiene del volumen de aire relativamente pequeño del interior del vehículo (a menudo llamado función de transferencia o ganancia de la cabina), puede obtener una respuesta muy uniforme en el automóvil. con buena salida infrasónica. Los graves de un recinto de suspensión acústica son muy ajustados y controlados, gracias a una excelente respuesta transitoria.

Hay un lado negativo. Si está buscando graves fuertes, entonces necesita un controlador que tenga una gran capacidad de excursión y necesita una cantidad razonable de potencia para mover el cono del altavoz hacia adelante y hacia atrás para obtener el nivel de salida que desea. Hay otro inconveniente del que no se habla tanto, y es la distorsión. A medida que aumenta la excursión de un altavoz, aumenta la cantidad de distorsión que crea. Asimismo, la distorsión aumenta cerca de la frecuencia de resonancia del altavoz. Entonces, ¿qué puedes hacer?

Recintos de subwoofer Bass Reflex

Un recinto bass reflex (también conocido como puerto o ventilado) utiliza un respiradero para aumentar la salida de baja frecuencia haciendo uso de la energía de onda trasera de los altavoces. El respiradero, a menudo un tubo redondo o, a veces, una ranura rectangular, tiene un área y una longitud. El área específica y la longitud de la ventilación y su relación con el volumen total del recinto hacen que la columna de aire en la ventilación resuene a una frecuencia específica cuando es excitada por el altavoz. Por lo general, sintonizamos los recintos de reflejo de graves bastante bajos para enfatizar la octava inferior más o menos del rango de frecuencia audible. Se pueden ajustar más alto para aumentar la eficiencia para aplicaciones de alto SPL. Sin embargo, siempre hay un sacrificio:cuando afinamos el recinto más alto, sacrificamos el rendimiento de las frecuencias graves.

Los recintos bass reflex suelen ser más grandes que los recintos sellados. No existe una regla estricta para asociar con la relación de tamaño, pero es común un 25-50% de tamaño. La compensación por ese volumen adicional es doble:más eficiencia en la frecuencia de sintonización y más manejo de potencia, en algunas frecuencias.

Cuando el subwoofer utilizado en una caja de subwoofer con reflejo de bajos produce frecuencias alrededor de la frecuencia resonante de la combinación de ventilación/caja, la excursión del controlador se reduce a casi nada y todo el "trabajo" lo realiza la ventilación. Dicho de manera más sucinta, alrededor de la frecuencia de sintonización, la ventilación produce la mayor parte de la música. El beneficio de esto es que los problemas de manejo de potencia causados ​​por las limitaciones de la excursión del cono aumentan drásticamente. Dado que el cono apenas se mueve, se pueden lograr niveles de presión de sonido muy altos. Alrededor de la frecuencia de sintonización, el manejo de potencia está limitado por las capacidades térmicas del subwoofer.

Como mencionamos anteriormente, un factor que contribuye a la distorsión del altavoz es la excursión del cono. Con un recinto bass reflex, el conductor se mueve significativamente menos que con un diseño de recinto de suspensión acústica. Siempre que la ventilación en sí tenga suficiente área y una transición suave en ambas aberturas, la distorsión producida por un recinto de reflejo de graves diseñado correctamente puede ser impresionantemente pequeña.

Nada es gratis, ¿verdad? Un factor a la hora de decidir utilizar un diseño bass reflex es la rapidez con la que la salida disminuye por debajo de la frecuencia de sintonización. Donde un recinto de suspensión acústica se reduce a -12 dB por octava, un recinto de reflejo de graves se reduce a 24 dB por octava. Por debajo de la frecuencia de sintonización, la ventilación actúa cada vez más como un agujero en el recinto, ofreciendo cada vez menos contrapresión a medida que disminuye la frecuencia. El diseño y la gestión de la excursión del conductor es una parte fundamental del diseño de la caja bass reflex.

Recintos de subwoofer de paso de banda

Nos referiremos rápidamente a los recintos de paso de banda para concluir este artículo. Hay varios diseños diferentes para recintos de paso de banda. Algunos usan un recinto sellado y otros uno ventilado. Independientemente de si la cámara trasera está sellada o ventilada, la salida del subwoofer se reproduce en un recinto ventilado. Este recinto actúa como un filtro de paso bajo. ¿Por qué querríamos diseñar un recinto de paso de banda?

En primer lugar, toda la salida del recinto es producida por el respiradero o respiraderos. Esto permite que un diseñador creativo construya un cerramiento en la cajuela de un vehículo y haga que la apertura del respiradero juegue a través del estante para paquetes trasero. Se han construido algunos gabinetes de paso de banda sorprendentes en el área de almacenamiento frontal de vehículos con motor central o trasero. El respiradero permite que los bajos entren al interior del vehículo. Los gabinetes de paso de banda también pueden ofrecer ganancias impresionantes en eficiencia sobre los gabinetes de suspensión acústica y bass reflex, pero lo hacen sacrificando el ancho de banda y el volumen del gabinete.

Un recinto de paso de banda tiene dos frecuencias resonantes, una para cada uno de los recintos. La gestión resultante de la excursión del cono puede permitir que se produzca una gran cantidad de graves a partir de controladores de excursión limitada. Si bien el cono del altavoz en sí no se mueve mucho, la cantidad de trabajo realizado por el conjunto del motor sigue siendo significativa. Todavía está poniendo energía en el altavoz y se está trabajando. Debido a que la cámara frontal del gabinete actúa como un filtro, también puede ser muy difícil escuchar cuando el altavoz está distorsionando.

En cuanto a la complejidad del diseño y el perdón del error de construcción, los recintos de paso de banda son los más complicados de ejecutar a la perfección. A diferencia de un diseño de suspensión acústica o bass-reflex, los diseños de gabinetes de paso de banda deben adaptarse exactamente al altavoz con el que se utilizan. Nunca confíe en el concepto de un recinto de paso de banda "genérico".

Por último, debido a que un gabinete de paso de banda incluye un filtro acústico de paso bajo, debe usarse con controladores de bajos medios de buena calidad y tamaño apropiado. De lo contrario, el bajo puede sonar perdido o desconectado en relación con el resto de la música.

Para obtener más detalles sobre las cajas de subwoofer, visite a su especialista local

Como puede ver, hay muchas maneras de instalar un subwoofer, o cualquier altavoz, para el caso. Navegar por el espacio disponible en el vehículo, así como por los diferentes tamaños y diseños de altavoces, puede ser complicado. El diseño y la construcción de un recinto pueden ser complejos, especialmente cuando se trata de formas complejas. Visite su distribuidor local especializado en audio para automóviles para explorar diferentes opciones de gabinetes para su vehículo.