Durante décadas, houve discussão após discussão sobre quais dos diferentes gabinetes de subwoofer são “os melhores” e por quê. Vamos dar uma olhada em por que precisamos de um gabinete de subwoofer e como os três estilos populares - selado, ventilado e passa-banda - diferem em seu design e desempenho.
Gerenciamento de ondas de retorno
Se você conectar qualquer alto-falante a um amplificador, segurá-lo em sua mão e tocar música nele, descobrirá que não ouve nenhum baixo. Isso ocorre porque o som vindo da frente do alto-falante cancela o som vindo da parte de trás. Precisamos de uma maneira de evitar que o som vindo da parte traseira do cone do alto-falante interfira com o som vindo da frente. Se você cortasse um buraco no meio de um pedaço grande e plano de madeira e montasse o alto-falante nele, ouviria muito mais graves. Na verdade, até que a metade do comprimento de onda das frequências graves se torne maior do que as dimensões do pedaço de madeira, você obterá graves realmente bons e sólidos. Se colocarmos um alto-falante em um gabinete hermético, nenhum som vindo de trás interfere no som vindo da frente.
Manuseio de energia
A capacidade de um alto-falante de usar a potência produzida por um amplificador é limitada por dois critérios – até que ponto o cone do alto-falante pode se mover e quanto calor a bobina de voz do alto-falante pode suportar. As limitações de manuseio de energia térmica são baseadas principalmente no design de um alto-falante - o tamanho da bobina de voz, como o fluxo de ar é gerenciado em torno da bobina de voz e a proximidade dos componentes estacionários do conjunto do motor à bobina de voz são os principais fatores que contribuem . As restrições limitadas à excursão também fazem parte do design do alto-falante - o comprimento do enrolamento da bobina de voz, a altura da placa superior e a quantidade de curso da suspensão disponível são os principais fatores.
Excursão
Quando se trata de reproduzir graves, um alto-falante precisa se mover quatro vezes mais cada vez que a frequência de entrada é reduzida pela metade. Por exemplo, um alto-falante movendo 0,125 polegadas em 100 Hz precisa mover 0,5 polegadas para reproduzir o mesmo nível de saída em 50 Hz e 2 polegadas em 20 Hz. Você pode ver que, para as frequências mais baixas, as limitações da excursão do cone são significativas – muito poucos alto-falantes podem se mover 2 polegadas sem distorção significativa.
Quando colocamos um alto-falante em um gabinete, a combinação do gabinete e do alto-falante cria um filtro passa-alta. Estamos efetivamente diminuindo a saída de baixa frequência do alto-falante. Por que queremos fazer isso? O benefício de um gabinete é que podemos controlar o movimento do cone do alto-falante. Observar um gabinete de suspensão acústica simples (também conhecido como selado) será a ilustração mais simples dessa explicação.
Conformidade
Cada alto-falante – do maior dos subwoofers ao menor dos tweeters – tem uma elasticidade no cone. Chamamos isso de conformidade. Medimos a complacência comparando-a com um volume de ar com a elasticidade equivalente. Chamamos essa característica do falante de Vas. Em termos gerais, um alto-falante com uma especificação de Vas muito pequena tem uma suspensão apertada, e um alto-falante com um Vas grande tem uma suspensão mais macia. Há muito mais do que isso, mas para a discussão dos recursos e benefícios do gabinete, é tudo o que precisamos abordar por enquanto.
Quando colocamos um alto-falante em um gabinete, endurecemos a suspensão. Quando você empurra o cone do alto-falante, você está empurrando a suspensão do alto-falante (que deseja centralizar o cone) e está tentando pressurizar o ar no gabinete. Quando o cone tenta se mover para fora do repouso, você está colocando o ar no estado de vácuo – ele quer puxar o cone de volta à sua posição de repouso. Nós sacrificamos a saída de baixa frequência, mas ganhamos um controle de potência significativo e controle sobre o movimento do cone do alto-falante. Para este último, a combinação do ar no gabinete e a suspensão do alto-falante ajuda a impedir que o cone do alto-falante se mova quando um sinal elétrico o inicia em movimento.
Pense nisso como um amortecedor em um veículo. Você pode ver que ter um gabinete é fundamental.
Revestimentos de subwoofer com suspensão acústica
O mais simples dos invólucros é chamado de suspensão acústica ou invólucro selado. Nesses gabinetes, estamos colocando o alto-falante em uma caixa hermética. Quando colocamos um alto-falante em um gabinete, o sistema ressoa em uma frequência específica que – chamamos isso de Fc. Abaixo dessa frequência, a saída é reduzida a uma taxa de -12 dB por oitava. Se o sistema tiver uma frequência de ressonância de 50 Hz, a saída será 12 dB mais silenciosa a 25 Hz.
Os gabinetes de suspensão acústica estão entre os menores dos diferentes gabinetes que discutiremos. Eles também são os mais fáceis de construir e mais tolerantes em relação ao erro de cálculo. Se você combinar o roll-off do gabinete e do sistema de alto-falantes com o aumento de eficiência que você obtém do volume de ar relativamente pequeno do interior do veículo (geralmente chamado de função de transferência ou ganho de cabine), você pode obter uma resposta muito plana no carro com boa saída infrassônica. Os graves de um gabinete de suspensão acústica são muito firmes e controlados, graças à excelente resposta transitória.
Há um lado negativo. Se você está procurando por graves altos, precisa de um driver que tenha muita capacidade de excursão e precisa de uma quantidade razoável de energia para mover o cone do alto-falante para frente e para trás para obter o nível de saída desejado. Há outra desvantagem que não é muito comentada, que é a distorção. À medida que um alto-falante aumenta em excursão, a quantidade de distorção que ele cria aumenta. Da mesma forma, a distorção aumenta perto da frequência de ressonância do alto-falante. Então o que você pode fazer?
Invólucros de subwoofer Bass Reflex
Um gabinete de reflexo de graves (também conhecido como portado ou ventilado) usa uma ventilação para aumentar a saída de baixa frequência, fazendo uso da energia de ondas traseiras dos alto-falantes. A abertura, geralmente um tubo redondo ou às vezes uma ranhura retangular, tem uma área e um comprimento. A área específica e o comprimento da ventilação e sua relação com o volume total do gabinete fazem com que a coluna de ar na ventilação ressoe em uma frequência específica quando excitada pelo alto-falante. Normalmente, sintonizamos os gabinetes de reflexo de graves bem baixos para enfatizar a oitava inferior ou mais da faixa de frequência audível. Eles podem ser ajustados mais alto para aumentar a eficiência para aplicações de alto SPL. No entanto, sempre há um sacrifício – quando ajustamos o gabinete mais alto, sacrificamos o desempenho de baixa frequência.
Os gabinetes Bass Reflex são geralmente maiores do que os gabinetes selados. Não existe uma regra rígida para associar à relação de tamanho, mas 25 a 50% grande é comum. A compensação por esse volume extra é dupla – mais eficiência na frequência de sintonia e mais manuseio de energia, em algumas frequências.
Quando o subwoofer usado em um gabinete de subwoofer bass-reflex produz frequências em torno da frequência ressonante da combinação de ventilação/gabinete, a excursão do driver é reduzida a quase nada e todo o “trabalho” é feito pela ventilação. Colocado de forma mais sucinta, em torno da frequência de afinação, a maior parte da música está sendo produzida pelo respiradouro. O benefício disso é que os problemas de manuseio de energia causados pelas limitações de excursão do cone aumentam drasticamente. Como o cone mal se move, níveis de pressão sonora muito altos podem ser alcançados. Em torno da frequência de sintonia, o manuseio de energia é limitado pelas capacidades térmicas do subwoofer.
Como mencionamos anteriormente, um fator que contribui para a distorção do alto-falante é a excursão do cone. Com um gabinete bass reflex, o driver se move significativamente menos do que com um design de gabinete de suspensão acústica. Contanto que a ventilação em si tenha área suficiente e uma transição suave em ambas as aberturas, a distorção produzida por um gabinete de reflexo de graves adequadamente projetado pode ser impressionantemente pequena.
Nada é de graça, não é? Um fator na decisão de usar um design de reflexo de graves é a rapidez com que a saída diminui abaixo da frequência de sintonia. Onde um gabinete de suspensão acústica rola a -12 dB por oitava, um gabinete de reflexo de graves rola a 24 dB por oitava. Abaixo da frequência de sintonia, a ventilação age cada vez mais como um orifício no gabinete, oferecendo cada vez menos contrapressão à medida que a frequência diminui. Projetar e gerenciar a excursão do driver é uma parte fundamental do design do gabinete bass reflex.
Gabinetes de subwoofer de passagem de banda
Abordaremos rapidamente os gabinetes de passagem de banda para encerrar este artigo. Existem vários designs diferentes para caixas de passagem de banda. Alguns usam um gabinete selado e alguns um ventilado. Independentemente de a câmara traseira ser vedada ou ventilada, a saída do subwoofer é reproduzida em um gabinete ventilado. Este gabinete atua como um filtro passa-baixa. Por que desejaríamos projetar um gabinete passa-faixa?
Em primeiro lugar, toda a saída do gabinete é produzida pelo respiradouro ou respiradouros. Isso permite que um designer criativo construa um compartimento no porta-malas de um veículo e faça a abertura de ventilação passar pela prateleira traseira. Houve alguns gabinetes de passagem de banda incríveis construídos na área de armazenamento frontal de veículos com motor central ou traseiro. A ventilação permite que os graves entrem no interior do veículo. Os gabinetes de passagem de banda também podem oferecer ganhos impressionantes em eficiência em relação aos gabinetes de suspensão acústica e reflexo de graves, mas o fazem com o sacrifício da largura de banda e do volume do gabinete.
Um compartimento de banda passante tem duas frequências ressonantes – uma para cada um dos compartimentos. O gerenciamento resultante da excursão do cone pode permitir que uma grande quantidade de graves seja produzida a partir de drivers de excursão limitados. Embora o próprio cone do alto-falante não se mova muito, a quantidade de trabalho realizado pelo conjunto do motor ainda é significativa. Você ainda está colocando energia no alto-falante e o trabalho está sendo feito. Como a câmara frontal do gabinete atua como um filtro, também pode ser muito difícil ouvir quando o alto-falante estiver distorcendo.
Em relação à complexidade do projeto e ao perdão de erros de construção, os gabinetes de passagem de banda são os mais complicados de executar perfeitamente. Ao contrário de um design de suspensão acústica ou bass-reflex, os designs de gabinetes de passagem de banda devem ser adaptados exatamente ao alto-falante com o qual estão sendo usados. Nunca confie no conceito de um gabinete de passagem de banda “genérico”.
Por fim, como um gabinete passa-banda inclui um filtro acústico passa-baixa, ele deve ser usado com drivers de midbass de boa qualidade e tamanho apropriado. Caso contrário, o baixo pode soar perdido ou desconectado em relação ao resto da música.
Para obter mais detalhes sobre gabinetes de subwoofer, visite seu especialista local
Como você pode ver, existem muitas maneiras de instalar um subwoofer – ou qualquer alto-falante, nesse caso. Navegar no espaço disponível no veículo, bem como em diferentes tamanhos e designs de alto-falantes, pode ser complicado. O projeto e a construção de um gabinete podem ser complexos, especialmente quando formas complexas estão envolvidas. Visite o seu revendedor local especializado em áudio automotivo para explorar diferentes opções de gabinete para seu veículo.
