Volumen del recinto para subwoofer
Calcula el volumen óptimo de la caja del subwoofer (sellada y con reflex) y la frecuencia de sintonía del reflex a partir de los parámetros Thiele-Small.
Fórmula
Vb = Vas / ((Qtc/Qts)² − 1) [sealed]
Cómo Funciona
El diseño de la carcasa del subwoofer se basa en los parámetros de Thiele-Small (T/S): Fs (frecuencia de resonancia al aire libre), Qts (factor Q total que combina la amortiguación eléctrica y mecánica) y Vas (volumen de cumplimiento equivalente en litros: el volumen de aire que coincide con el cumplimiento mecánico del conductor). En el caso de una caja sellada, el volumen interno óptimo para una respuesta de Butterworth (máxima plana) con un sistema Q de Qtc = 0.707 es: Vb = Vas/((Qtc/Qts) ² − 1). Esto proporciona una respuesta de 3 dB por debajo aproximadamente a F3 = Fs × (Qtc/Qts). En el caso de las cajas ventiladas (con puertos), las fórmulas empíricas basadas en los Qts proporcionan un volumen mayor con una frecuencia de afinación más baja y una mayor extensión de graves, pero con una disminución más pronunciada por debajo de la frecuencia de afinación. Los controladores con el Qts < 0.35 are suited for vented enclosures; Qts 0.35—0.7 suit sealed boxes; Qts > 0.7 pueden funcionar en aplicaciones con la parte trasera abierta (aire libre) o con deflectores infinitos.
Ejemplo Resuelto
Parámetros T/S del controlador: Vas = 50 L, Qts = 0,35, Fs = 35 Hz. Caja sellada (Butterworth, Qtc = 0.707): Vb = 50/((0.707/0.35) ² − 1) = 50/(4.082 − 1) = 50/3.082 = 16,2 L F3 = 35 × (0,707/0,35) = 35 × 2,02 = 70,7 Hz Caja ventilada (fórmulas empíricas aproximadas): Vb = 20 × Qts^3,3 × Vas = 20 × (0,35) ^3,3 × 50 = 20 × 0,032 × 50 ≈ 32 L Frecuencia de ajuste de puertos: Fb = 0.76 × Qts^0.26 × Fs = 0,76 × (0,35) ^0,26 × 35 = 0,76 × 0,722 × 35 ≈ 19,2 Hz La caja ventilada amplía los graves con mayor profundidad (~ 20 Hz de afinación), pero requiere el doble del volumen de la caja. Su capacidad de sellado de 16 L es más compacta, con un F3 más alto pero bien controlado.
Consejos Prácticos
- ✓Agregue entre un 15 y un 20% a la Vb calculada para tener en cuenta el volumen de aire desplazado por los refuerzos internos, el material de amortiguación y el desplazamiento del conductor. Mida el volumen de la caja acabada con agua o calcule partiendo de las dimensiones interiores menos las estructuras.
- ✓Cubra la caja sellada con 25 a 50 mm de espuma acústica o relleno de fibra de poliéster. Esto «estira» acústicamente la caja: una caja rellena y sellada se comporta como si fuera entre un 10 y un 25% más grande, lo que permite una carcasa física más pequeña.
- ✓La longitud y el diámetro del puerto interactúan con el volumen de la caja para determinar la frecuencia de sintonización. La fórmula Fb ≈ (c/ (2π)) × √ (A/ (Vb × L_eff)) (resonancia de Helmholtz) establece la sintonización de los puertos, donde A = área del puerto, L_eff = longitud efectiva del puerto, incluidas las correcciones finales (~0,85 × radio por extremo abierto).
Errores Comunes
- ✗Si se utiliza el volumen interno neto sin restar el desplazamiento y los refuerzos del conductor, un destornillador con un Vd = 2 L en una caja de 16 L deja solo 14 L netos. Reste siempre los volúmenes del conductor, del tubo de conexión y de los refuerzos del Vb objetivo.
- ✗Tratar las fórmulas como precisas: se trata de fórmulas de alineación simplificadas. Las carcasas reales necesitan un software de simulación (WinISD, REW, Hornresp) para tener en cuenta las pérdidas de puertos, la falta de linealidad del conductor, la ganancia de espacio y los efectos de escalonamiento.
- ✗Creación de una caja con puertos para un controlador con Qts > 0.5: los controladores con QTS altos en carcasas ventiladas tienden a producir graves hinchados de una sola nota con una pronunciada protuberancia alrededor de la frecuencia de ajuste del puerto. Las cajas selladas son más tolerantes con las variaciones del Qts del controlador.
Preguntas Frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre una caja de subwoofer sellada y una con puerto?
Una caja sellada es más fácil de construir y tiene una inclinación más suave por debajo de F3 (-12 dB/octava). Una caja con puertos utiliza un puerto de resonancia Helmholtz para extender la salida de graves por debajo de la resonancia natural del conductor, pero se reduce de forma mucho más pronunciada por debajo de la frecuencia de ajuste del puerto (−24 dB/octava). Las cajas portadas suelen ser más grandes y de diseño más complejo.
¿Qué me dice Qts sobre el tipo de carcasa que debo usar?
Qts < 0.35: se prefiere la alineación con ventilación (puertos): estos controladores tienen una alta amortiguación y se benefician de la contribución del puerto a la extensión de los graves. Qts 0.35—0.7: una caja sellada es óptima; una amortiguación moderada se adapta mejor a la alineación sellada. Qts > 0.7: el controlador está subamortiguado y es posible que necesite una carcasa muy grande o abierta; los diseños convencionales sellados o ventilados pueden no funcionar bien.
¿Puedo usar esta calculadora para midwoofers, no solo para subwoofers?
Sí Las mismas ecuaciones de Thiele-Small se aplican a cualquier controlador de bobina móvil. Las fórmulas son válidas para los woofers que cubren entre 40 y 500 Hz, siempre y cuando se utilicen los parámetros T/S correctos del controlador. En el caso de los altavoces de gama media y completa en cajas pequeñas selladas, se aplica la misma fórmula Vb.
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