El subwoofer óptimo - Criterios básicos

Dr.-Ing. Peter Strassacker
Email: peter@lautsprechershop.de

Ante las frecuentes consultas de interesados en saber cuál y cómo es el súper subwoofer con fidelidad de impulso excepcional y capaz de reproducir desde los 8 Hz, he decidido escribir este artículo para que sirva como base de discusión al respecto. La frecuencias indicadas han sido calculadas mediante simulación. En otra sección de nuestra web, describimos cómo diseñar un subwoofer de alta gama.

La aptitud de un altavoz para reproducir graves profundos depende los siguientes factores:

Empezaremos abordando las leyes físicas que intervienen en este proceso. Lo haremos en base al ejemplo de un subwoofer cerrado, cuya membrana emite las ondas unilateralmente (en el ejemplo se han tomado los datos previamente configurados de dos subwoofer Alcone AC12 SW-8).

Para que un subwoofer pueda obtener un volumen sonoro apreciable, su membrana debe tener la superficie suficiente y su desplazamiento máximo debe ser significativo. En el siguiente cuadro, usted mismo puede pasar a verificar esta afirmación, introduciendo los datos pertinentes (obviamente, la presión sonora solo se alcanzará si el altavoz soporta la correspondiente potencia eléctrica).
 

Nivel máximo de presión sonora En lugar de coma, use los signos "."
Diámetro de la abertura en cm: Número de
altavoces:
Desplazamiento linear máx. en mm: +/- Frecuencia en Hz:
       

Superf. efectiva
de la membrana
Nivel máx. de presión
sonora en caja cerrada:
Nivel máx. de presión
sonora en caja bass reflex:
cm2 dB (1m) dB (1m)  
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R. H. Small ha establecido, además, una correlación entre el grado de eficiencia máxima W (en %),
la frecuencia de corte inferior F3 (-3dB en Hz) y el volumen de la caja V (en l)::
      Grado de eficiencia máxima (en %) = 10-6 x Kn(G) x F3 x Vb
Desfortunadamente, al aplicar esta fórmula los grados de eficiencia máxima resultantes son muy altos y pocas veces se alcanzan, por lo cual prescindimos de hacer la correspondiente evaluación.
 

Grado de eficiencia máxima (según Small) En lugar de coma use los signos "."
Frecuencia de corte inferior (-3 dB): Factor de calidad
total del chasis Qts:
Factor de calidad
de la caja
sellada Qtc:
Volumen
de la caja en litros:
       
Grado de eficiencia máxima posible,
bajo condiciones óptimas y con
sonido irradiado en la mitad del espacio
en caja
cerrada:
en caja
bass-reflex:
dB (1W/1m) dB (1W/1m)  
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Como se aprecia en el cálculo realizado arriba, los niveles de presión sonora generados en cajas bass - reflex perfectamente ajustadas superan en aproximadamente 4 dB a los niveles de las cajas cerradas.

El factor esencial es por tanto, el ajuste que permita generar graves profundos con el nivel de presión suficiente, pero evitando las oscilaciones de la membrana.

A continuación enfocaremos el análisis en un conocido subwoofer de grandes dimensiones:

Wavecor SW310 WA02

El Wavecor SW310 WA02 es un de subwoofer de 30 cm con membrana de aluminio, apto para reproducir graves profundos. Sin ensamblar y con una frecuencia de resonancia de 27,5 Hz, genera graves desde los 26 Hz (-8 dB) en caja cerrada de 41 litros, y desde los 16 Hz (-8dB) en caja bass - reflex de 160 litros.

Si se desea contar con una mayor fidelidad de impulso, recomendamos el uso de una caja cerrada.


Wavecor SW263 TU01

El altavoz con bajo profundo Wavecor SW263 TU01 brinda buenas prestaciones tanto en el coche como en casa. Con una frecuencia de resonancia (sin montar) de 29,5 Hz reproduce, en su versión de caja bass-reflex de 63 litros, graves desde los 18 Hz (-8dB).

Si se desea una mayor fidelidad de impulso, puede generar un bajo de gran densidad en cajas selladas de 15 a 20 litros, pero solo desde los 28 Hz (-8dB), aproximadamente. Este se puede reforzar conectando en serie una resistencia de 0 bis 2 ohmios y empleando una caja de mayor tamaño.

Advertencia:
El tamaño de la caja bass-reflex debe ser mayor tamaño que el de la caja sellada que corresponda a un determinado altavoz. La funcionalidad de la caja bass-reflex no se debería probar sin haber hecho previamente los cálculos correspondientes (lo cual podemos hacer para usted con mucho gusto).

En el paso banda es posible reducir considerablemente la resonancia mediante una cámara cerrada. A través de una pequeña cámara previa se logra una gran amplitud de banda, que con un reducido grado de eficiencia permite que el altavoz emita el sonido a bajas frecuencias. Con un grado de eficiencia reducido en 10 dB, un altavoz de graves alcanza rangos de frecuencia más bajos que en la caja sellada.

Oberton 18 B 450

Oberton 18 B 450 En un Oberton 18 B 450 también es posible “domesticar“ el grado de eficiencia en la caja paso banda. Tratándose de una caja de 200 litros, con una pérdida de eficiencia del orden de los 10 dB, este altavoz emite sin dificultades a frecuencias inferiores a los 25 Hz. En simulación y usando una caja de 330 litros, se registra incluso una frecuencia de corte de 18 Hz (-8dB).

En cambio, los altavoces de equipos PA, en cajas selladas o bass-reflex, emiten a altos volúmenes sonoros y con amplitud de banda reducida. Uno de los métodos indicados para controlarlos es introducir una resistencia ante la bobina (debilitando por tanto el imán) para aprovechar así de mejor forma la resonancia del altavoz y apoyándolo en el rango de graves..

El rendimiento del motor del Oberton 18 B 450 es más bien débil, por lo que puede reproducir desde los 51 Hz (-8 dB) en una caja sellada de 44 litros, o bien desde los 33 Hz (-8 dB) en una caja bass-reflex de 145 litros.

Importante:
Si se introduce una resistencia previa, se debería, aumentar el tamaño de la caja, cuyo tamaño ha de ser siempre mayor mientras más débil sea el imán. Este método, al parecer poco conocido, ofrece grandes posibilidades de lograr un ajuste óptimo del imán o de los graves. Pero también en este caso existe un límite: el nivel de la señal del subwoofer que determina el tope de su rendimiento mecánico

Morel UW 1258

Morel UW 1258 El Morel UW 1258 es un subwoofer de 29 cm con membrana de papel y bobina móvil de 130 mm de diámetro. Su frecuencia de resonancia se sitúa en torno a los 21 Hz. En caja sellada de 46 litros emite desde los 25 Hz (-8 dB), en tanto que en una caja bass-reflex de180 litro lo hace desde los 16 Hz (-8 dB).

Multimembrana

Las membranas de gran tamaño no se desplazan en fase en todas sus partes. Así por ejemplo, su parte exterior se ralentiza. Ante ello es preferible usar varias membranas pequeñas cuya superficie cubierta permite emitir los graves con mayor facilidad. Desafortunadamente, prácticamente ninguno de los programas de simulación de que disponemos considera este aspecto.