Além das características e design de um subwoofer, nenhum fator único afeta o desempenho de um sistema de subwoofer mais do que gabinetes de subwoofer de áudio automotivo e seu design. Existem várias opções populares de design de gabinete disponíveis, cada uma com seu próprio conjunto único de benefícios e desvantagens. Os gabinetes mais populares são suspensão acústica (vedado) e designs bass reflex (ventilado ou com porta). Fecharemos esta discussão "Custo-Benefício" sobre subwoofers com uma olhada rápida em gabinetes estilo bandpass.
Gabinetes de subwoofer de suspensão acústica são simplesmente um gabinete vedado que adiciona à compliance do sistema de subwoofer. Esta compliance adicionada atua como um filtro passa-alta e reduz a saída de graves, mas também serve para aumentar o manuseio de potência limitado por excursão. Se você olhar os gráficos abaixo, a curva amarela mostra um subwoofer de áudio automotivo de 10 polegadas de alta qualidade em um gabinete de suspensão acústica de 1,2 pé cúbico. A curva vermelha mostra a resposta de frequência do mesmo subwoofer em um gabinete de 0,5 pé cúbico.
Como você pode ver, acima de 60 Hz, o gabinete menor é um pouco mais alto, mas permanece dentro de um ou dois decibéis. Abaixo de 50 Hz é onde as coisas começam a variar mais. O gabinete maior é 2,15 dB mais alto a 35 Hz e 3,35 dB mais alto a 25 Hz. Embora possa não parecer dramático, 3 dB é o equivalente a ter o dobro de potência acionando o subwoofer. No entanto, este aumento de eficiência vem sem penalidade de manuseio de potência térmica.
Falando em manuseio de potência, devemos olhar os limites de manuseio de potência física desses subwoofers baseados na excursão do cone. O subwoofer em questão tem uma especificação Xmax de 19 mm em cada direção de sua posição de repouso. O gráfico abaixo mostra a excursão prevista do cone do subwoofer quando acionado com 500 watts (a potência máxima para a qual é classificado).
Mais uma vez, acima de 60 Hz, há diferença mínima na excursão entre os dois drivers. Abaixo disso, o maior volume de ar no gabinete grande tem menos efeito na rigidez do sistema de subwoofer. O resultado é o subwoofer se move mais para cada watt de potência. Se você comparar o gráfico de excursão ao gráfico de resposta de frequência, os níveis de eficiência estão diretamente correlacionados.
Como resumo, gabinetes vedados são os mais simples de projetar e são os mais tolerantes a erros de construção quanto ao volume líquido. Na maioria dos casos, gabinetes vedados também são os menores, tornando-os extremamente populares.
A segunda opção popular para um gabinete de subwoofer é um design bass reflex. Neste gabinete, uma porta é adicionada ao gabinete e sintonizada para ressoar em uma frequência específica para aumentar a saída do sistema. Se pegarmos nosso gabinete de 1,2 pé cúbico e adicionarmos uma porta sintonizada a 30 Hz, você pode ver na curva vermelha no gráfico abaixo que ganhamos um surpreendente 6,9 dB de saída a 30 Hz.
Agora, embora a maioria dos gabinetes ventilados seja maior que seus irmãos vedados, o benefício é frequentemente um aumento de saída que é potencialmente mais do que ter dois subs em um design vedado. Na verdade, este design ventilado é mais alto de 20 a 60 Hz do que três subs idênticos em um gabinete 50% maior (1,8 pés cúbicos).
Além da eficiência, há um segundo benefício para um design de gabinete bass reflex. A excursão do cone é dramaticamente reduzida através da maior parte da faixa operacional. O gráfico abaixo mostra a excursão do cone vs. resposta de frequência do gabinete vedado de 1,2 pé cúbico (amarelo) e ventilado (vermelho). O nulo (redução na excursão) a 30 Hz é causado pela sintonia da porta. Nesta frequência, a maior parte da saída do sistema de subwoofer vem da própria porta.
Esta redução na excursão do cone aumenta o manuseio de potência física e também reduz a distorção – desde que você tenha projetado e construído a porta corretamente. Portas precisam ter área grande o suficiente para que a velocidade do ar na porta seja mantida no mínimo. A boca da porta também precisa ter um raio grande.
Como com qualquer coisa, sempre há desvantagens. Há muito pouco controle de movimento do cone abaixo da frequência de sintonia de um gabinete bass reflex. Neste design ventilado de 1,2 pé cúbico, o driver atingirá seu limite de excursão de 19 mm a 22 Hz quando acionado com 500 watts de potência. Abaixo dessa frequência, o sub se moverá mais do que seu limite e a distorção aumentará dramaticamente. Este problema de excursão pode ser compensado implementando um filtro infrassônico (passa-alta) em torno de 20 Hz para reduzir a potência enviada ao driver. Muitos amplificadores de subwoofer têm filtros infrassônicos embutidos. A maioria dos processadores de sinal digital pode fazer a mesma coisa.
Gabinetes bandpass são chamados assim porque não apenas atuam como um filtro passa-alta, mas como um filtro passa-baixa também. Um gabinete bandpass típico apresenta duas câmaras. O woofer é montado entre essas câmaras. Em um gabinete de sintonia única (frequentemente referido como bandpass de quarta ordem ou bandpass de reflexo único), uma das câmaras inclui uma porta da qual todo o som é criado. Um benefício deste design é a capacidade de alimentar aquela porta através de uma abertura em uma prateleira traseira ou similar para garantir acoplamento com o interior do veículo.
O segundo design de gabinete bandpass é um design de sintonia dupla onde tanto a câmara frontal quanto a traseira são ventiladas. Em um design bandpass de sintonia em série, a porta da grande câmara traseira alimenta a câmara frontal. Em um design de sintonia paralela, as portas de cada câmara alimentam diretamente a área de audição. Designs bandpass de sintonia dupla são frequentemente referidos como designs de sexta ordem ou dual-reflex.
Dependendo do tipo de gabinete bandpass que você escolher construir, você pode ganhar algum manuseio de potência baseado em excursão significativo e alguma eficiência geral do sistema através de sua faixa operacional. A principal desvantagem de um gabinete bandpass é seu design complexo e sensibilidade a erros de construção. Ao contrário de um gabinete vedado simples, erros em parâmetros do alto-falante e simulações podem produzir resultados imprevisíveis e potencialmente indesejados.
O segundo desafio posto pelo design bandpass reside na falta de médio-grave que eles produzem. O filtro passa-baixa reduz abruptamente a saída de frequência (relativamente) alta. Este efeito de filtragem pode tornar muito difícil alcançar uma transição suave entre a saída de um sistema de subwoofer e os drivers de médio ou médio-grave em um sistema.
O terceiro desafio de um gabinete bandpass é o tamanho físico. Simplificando, se você espera desempenho de baixa frequência similar a um design bass-reflex típico, o gabinete bandpass será fisicamente maior. Com espaço escasso em veículos modernos, isso pode ser razão suficiente para evitá-los.
Na maioria dos sistemas, a escolha do design do gabinete se resumirá ao espaço disponível. Se você está tentando minimizar o impacto de um subwoofer no espaço de armazenamento disponível no seu veículo, um gabinete vedado pode ser a melhor escolha. Se você quer eficiência aumentada, então considere um design bass-reflex. Se você tem uma aplicação única que requer um design bandpass, então vá em frente. Mas esteja preparado para pagar mais pelo tempo de design, fabricação e teste necessários para deixar esses gabinetes perfeitos.
Uma nota rápida sobre sistemas de subwoofer "básicos". Ao longo dos anos, vimos MUITOS revendedores oferecer "pacotes de grave" que incluem um sub, amplificador, gabinete e frequentemente um kit de fiação. Na maioria desses pacotes, o revendedor emparelhou um sub barato com um amplificador barato e um gabinete de subwoofer vedado para minimizar o custo total do sistema. Quando você é limitado em capacidades de potência e saída, atualizar esses pacotes para um gabinete bass reflex é um ótimo investimento. Você tipicamente dobrará a eficiência do sistema e reduzirá as chances de dano ao driver causado por sobrepotência.
Quando for hora de escolher um gabinete de subwoofer para seu veículo, trabalhe com seu revendedor local de melhorias móveis. Eles ajudarão a projetar uma solução que equilibrará suas expectativas de desempenho e espaço. Não é um processo complicado, mas ter alguém com experiência tornará muito mais fácil e previsível.
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