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Una caja de altavoz o caja de altavoz es una caja (a menudo en forma de caja) en la que se montan controladores de altavoz (p. Ej., Altavoces y tweeters ) y hardware electrónico asociado, como circuitos cruzados y, en algunos casos, amplificadores de potencia . Recintos pueden variar en diseño de simple, caseros de bricolaje rectangulares de partículas cajas a muy complejos caros, diseñadas por ordenador de alta fidelidad armarios que incorporan materiales compuestos, deflectores internos, cuernos, puertos de reflejo de graves y aislamiento acústico. Los recintos de los altavoces varían en tamaño desde pequeñosgabinetes de parlantes de "estantería" con woofers de 4 "y tweeters pequeños diseñados para escuchar música con un sistema de alta fidelidad en un hogar privado hasta gabinetes de subwoofer enormes y pesados con múltiples parlantes de 18" o incluso 21 "en gabinetes enormes diseñados para su uso en sistemas de refuerzo de sonido para conciertos en estadios para conciertos de música rock .
La función principal del gabinete es evitar que las ondas sonoras generadas por la superficie del diafragma de un altavoz abierto que mira hacia atrás interactúen con las ondas sonoras generadas en la parte delantera del altavoz. Debido a que los sonidos generados hacia adelante y hacia atrás están desfasados entre sí, cualquier interacción entre los dos en el espacio de escucha crea una distorsión de la señal original tal como se pretendía reproducir. Como tal, un altavoz no se puede usar sin instalarlo en un gabinete de algún tipo, o montarlo en una pared o techo. Además, debido a que las ondas de sonido viajarían por caminos diferentes a través del espacio de escucha, las ondas de sonido en un altavoz desmontado llegarían a la posición del oyente en momentos ligeramente diferentes, introduciendo eco yefectos de reverberación que no forman parte del sonido original.
El gabinete también juega un papel en la gestión de la vibración inducida por el marco del controlador y la masa de aire en movimiento dentro del gabinete, así como el calor generado por las bobinas de voz del controlador y los amplificadores (especialmente en lo que respecta a los woofers y subwoofers). A veces se considera parte del recinto, la base, puede incluir "pies" especialmente diseñados para desacoplar el altavoz del suelo. Los gabinetes diseñados para su uso en sistemas de megafonía , sistemas de refuerzo de sonido y para uso por intérpretes de instrumentos musicales eléctricos (por ejemplo, gabinetes de amplificador de bajo ) tienen una serie de características para facilitar su transporte, como asas de transporte en la parte superior o en los lados, metal o protectores de esquinas de plástico y rejillas metálicas para proteger los altavoces. Recintos de altavoces diseñados para su uso en el hogar oLos estudios de grabación no suelen tener asas ni protectores de esquinas, aunque todavía suelen tener una cubierta de tela o malla para proteger el woofer y el tweeter. Estas rejillas de altavoz son una malla metálica o de tela que se utiliza para proteger el altavoz formando una cubierta protectora sobre el cono del altavoz mientras permite que el sonido pase sin distorsiones. [1]
Cajas de altavoces se utilizan en los hogares en equipos de sonido, cine en casa sistemas, televisores , equipos de música y muchos otros aparatos de audio. Los recintos de altavoces pequeños se utilizan en sistemas estéreo de automóviles . Los gabinetes de altavoces son componentes clave de una serie de aplicaciones comerciales, incluidos los sistemas de refuerzo de sonido , los sistemas de sonido de las salas de cine y los estudios de grabación . Los instrumentos musicales eléctricos inventados en el siglo XX, como la guitarra eléctrica , el bajo eléctrico y el sintetizador , entre otros, se amplifican mediante amplificadores de instrumentos y cajas de altavoces (p. Ej.,gabinetes de altavoz de amplificador de guitarra ).
Historia [ editar ]
Al principio, los altavoces de radio consistían en bocinas , que a menudo se vendían por separado de la radio en sí (normalmente una pequeña caja de madera que contenía los circuitos electrónicos de la radio [2] ), por lo que normalmente no se alojaban en un recinto. [3] Cuando se introdujeron los controladores de altavoz de cono de papel a mediados de la década de 1920, los gabinetes de radio comenzaron a hacerse más grandes para encerrar tanto la electrónica como el altavoz. [4] Estos gabinetes se hicieron principalmente por el bien de la apariencia, con el altavoz simplemente montado detrás de un orificio redondo en el gabinete. Se observó que el recinto tenía un fuerte efecto en la respuesta de graves del altavoz. Dado que la parte posterior del altavoz irradia sonido fuera de fase desde el frente, puede haber interferencia constructiva y destructiva para los altavoces sin gabinetes, y por debajo de las frecuencias relacionadas con las dimensiones del deflector en los altavoces con deflector abierto (descrito en la sección de Antecedentes, a continuación). Esto da como resultado una pérdida de filtrado de graves y peine (es decir, picos de respuesta y caídas de potencia independientemente de la señal que se pretenda reproducir).
Antes de la década de 1950, muchos fabricantes no encerraban completamente sus cajas de altavoces; la parte posterior del gabinete generalmente se dejaba abierta. Esto se hizo por varias razones, entre otras, porque la electrónica (en ese momento el equipo de tubos) podía colocarse en el interior y enfriarse por convección en el recinto abierto.
La mayoría de los tipos de cerramiento discutidos en este artículo se inventaron para aislar el sonido fuera de fase de un lado del controlador o para modificarlo para que pudiera usarse para mejorar el sonido producido desde el otro lado. Sin embargo, algunos diseños se han aventurado en una dirección diferente, intentando incorporar las propiedades acústicas naturales del material del gabinete en lugar de amortiguarlo, y darle forma al gabinete para que la parte trasera pueda permanecer abierta y aún proporcionar una buena respuesta de graves con un filtrado de peine limitado. [5]
Antecedentes [ editar ]
En algunos aspectos, el montaje ideal para un controlador de altavoz de baja frecuencia sería un panel plano rígido de tamaño infinito con espacio infinito detrás de él. Esto evitaría por completo que las ondas sonoras traseras interfieran (es decir, cancelaciones del filtro de peine ) con las ondas sonoras del frente. Un altavoz de "deflector abierto" es una aproximación de esto, ya que el controlador está montado en un panel, con dimensiones comparables a la longitud de onda más larga que se va a reproducir. En cualquier caso, el conductor necesitaría una suspensión relativamente rígida para proporcionar la fuerza de restauración que podría haber sido proporcionada a bajas frecuencias por un recinto sellado o portado más pequeño, por lo que pocos controladores son adecuados para este tipo de montaje.
Los sonidos generados hacia adelante y hacia atrás de un controlador de altavoz aparecen desfasados entre sí porque se generan a través del movimiento opuesto del diafragma y porque viajan por caminos diferentes antes de converger en la posición del oyente. Un controlador de altavoz montado en un deflector finito mostrará un fenómeno físico conocido como interferencia que puede resultar en una atenuación de sonido perceptible dependiente de la frecuencia. Este fenómeno es particularmente notable a bajas frecuencias donde las longitudes de onda son lo suficientemente grandes como para que la interferencia afecte a toda el área de escucha.
Dado que los deflectores infinitos no son prácticos y los deflectores finitos tienden a sufrir una respuesta deficiente a medida que las longitudes de onda se acercan a las dimensiones del deflector (es decir, a frecuencias más bajas), la mayoría de los gabinetes de altavoces utilizan algún tipo de estructura (generalmente una caja) para contener la energía del sonido fuera de fase. La caja suele estar hecha de madera, compuesto de madera o, más recientemente, plástico, por razones de facilidad de construcción y apariencia. También se han utilizado piedra, hormigón, yeso e incluso estructuras de construcción.
Los recintos pueden tener un efecto significativo más allá de lo que se pretendía, con resonancias de panel , difracción de los bordes del gabinete y energía de onda estacionaria de los modos de reflexión / refuerzo internos entre los posibles problemas. Las resonancias molestas se pueden reducir aumentando la masa o la rigidez del cerramiento, aumentando la amortiguación de las paredes del cerramiento o las combinaciones de tratamiento de pared / superficie, agregando refuerzos transversales rígidos o agregando absorción interna. Wharfedale , en algunos diseños, redujo la resonancia del panel mediante el uso de dos gabinetes de madera (uno dentro del otro) con el espacio entre ellos lleno de arena . Los experimentadores domésticos incluso han diseñado altavoces construidos con hormigón , granito[6] y otros materiales exóticos por razones similares.
Muchos problemas de difracción, por encima de las frecuencias más bajas, pueden aliviarse mediante la forma del recinto, por ejemplo, evitando las esquinas afiladas en la parte frontal del recinto. Los experimentos de investigación de la década de 1930 realizados por el Dr. Harry F. Olson mostraron que los deflectores de altavoces curvos reducen algunas desviaciones de respuesta debido a la difracción de ondas sonoras. Más tarde se descubrió que la colocación cuidadosa de un altavoz en un deflector de bordes afilados puede reducir los problemas de respuesta causados por la difracción.
A veces, las diferencias en la respuesta de fase a frecuencias compartidas por diferentes controladores se pueden abordar ajustando la ubicación vertical de los controladores más pequeños (generalmente hacia atrás), o inclinando o 'dando un paso' el deflector frontal, de modo que el frente de onda de todos los controladores sea coherente en y alrededor de las frecuencias de cruce en el campo de sonido normal del altavoz. El centro acústico del controlador dicta la cantidad de desplazamiento hacia atrás necesario para "alinear en el tiempo" los controladores.
Tipos [ editar ]
Los gabinetes utilizados para woofers y subwoofers se pueden modelar adecuadamente en la región de baja frecuencia (aproximadamente 100-200 Hz y menos) utilizando la acústica y los modelos de componentes agrupados . La teoría del filtro eléctrico se ha utilizado con considerable éxito para algunos tipos de envolventes. A los efectos de este tipo de análisis, cada envolvente debe clasificarse según una topología específica. El diseñador debe equilibrar la extensión de graves bajos, la respuesta de frecuencia lineal, la eficiencia, la distorsión, la sonoridad y el tamaño del recinto, al mismo tiempo que aborda los problemas más altos en el rango de frecuencia audible, como la difracción de los bordes del recinto, el efecto de paso del deflector cuando las longitudes de onda se acercan a las dimensiones del recinto, cruces, y mezcla de controladores.
Recintos sellados (o cerrados) [ editar ]
La masa en movimiento del conductor del altavoz y su conformidad (holgura o rigidez recíproca de la suspensión) determina la frecuencia de resonancia del conductor ( F s ). En combinación con las propiedades de amortiguación del sistema (tanto mecánicas como eléctricas), todos estos factores afectan la respuesta de baja frecuencia de los sistemas de caja sellada. La salida cae por debajo de la frecuencia de resonancia del sistema ( F c), definida como la frecuencia de la impedancia máxima. En una caja cerrada, el aire dentro de la caja actúa como un resorte, devolviendo el cono a la posición 'cero' en ausencia de una señal. Se puede lograr un aumento significativo en el volumen efectivo de un altavoz de caja sellada mediante un relleno de material fibroso, generalmente fibra de vidrio, fibra de acetato unida (BAF) o lana de fibra larga. El aumento de volumen efectivo puede llegar hasta un 40% y se debe principalmente a una reducción en la velocidad de propagación del sonido a través del material de relleno en comparación con el aire. [7] El gabinete o el controlador deben tener una pequeña fuga para que las presiones internas y externas se puedan igualar con el tiempo, para compensar la presión barométrica.o altitud; la naturaleza porosa de los conos de papel, o un recinto cerrado imperfectamente, es normalmente suficiente para proporcionar esta lenta compensación de presión.
Deflector infinito [ editar ]
Una variación del enfoque de 'deflector abierto' es montar el controlador del altavoz en una caja sellada muy grande, proporcionando una fuerza de restauración mínima de 'resorte neumático' al cono. Esto minimiza el cambio en la frecuencia de resonancia del controlador causado por la carcasa. Algunos 'recintos' de deflectores infinitos han utilizado una habitación contigua, un sótano o un armario o ático. Este suele ser el caso de las exóticas instalaciones de woofer rotatorio , ya que están diseñadas para ir a frecuencias inferiores a 20 Hertz y desplazar grandes volúmenes de aire. "Deflector infinito" o simplemente "IB" también se utiliza como término genérico para envolventes selladas de cualquier tamaño, el nombre se utiliza debido a la capacidad de un recinto sellado para evitar cualquier interacción entre la radiación delantera y trasera de un conductor a bajas frecuencias.
En términos conceptuales, un deflector infinito es un deflector plano que se extiende hasta el infinito, la llamada "placa sin fin". No se puede construir un deflector infinito genuino, pero un deflector muy grande, como la pared de una habitación, puede considerarse un equivalente práctico. Un altavoz genuino de deflector infinito tiene un volumen infinito (medio espacio) a cada lado del deflector y no tiene escalón de deflector. Sin embargo, el término "altavoz con deflector infinito" se puede aplicar con justicia a cualquier altavoz que se comporte (o se aproxime mucho) en todos los aspectos como si la unidad de transmisión estuviera montada en un deflector infinito genuino. El término se usa a menudo y de manera errónea para los recintos sellados que no pueden exhibir un comportamiento de deflector infinito a menos que su volumen interno sea mucho mayor que el Vas Thiele / Smallde la unidad de accionamiento Y las dimensiones del deflector frontal son idealmente varias longitudes de onda de la frecuencia de salida más baja. Es importante distinguir entre la topología de deflector infinito genuino y los llamados "recintos" de deflector infinito o IB que pueden no cumplir los criterios genuinos de deflector infinito. La distinción se vuelve importante al interpretar el uso del término en los libros de texto. [8] [9]
Suspensión acústica [ editar ]
La suspensión acústica o suspensión neumática es una variación del gabinete de caja cerrada, utilizando un tamaño de caja que explota el resorte neumático casi lineal que resulta en 30-40 Hz desde una caja de solo uno a dos pies cúbicos más o menos. [10] La suspensión de "resorte" que restaura el cono a una posición neutral es una combinación de una suspensión de woofer excepcionalmente compatible (suave) y el aire dentro del gabinete. A frecuencias por debajo de la resonancia del sistema, la presión del aire causada por el movimiento del cono es la fuerza dominante. Desarrollada por Edgar Villchur en 1954, esta técnica se utilizó en la muy exitosa investigación acústicalínea de altavoces de "estantería" en los años sesenta y setenta. El principio de suspensión acústica aprovecha este resorte relativamente lineal. La linealidad de suspensión mejorada de este tipo de sistema es una ventaja. Para un controlador específico, una caja de suspensión acústica óptima será más pequeña que una bass reflex, pero la caja bass reflex tendrá un punto más bajo de -3 dB. La sensibilidad al voltaje por encima de la frecuencia de sintonización sigue siendo una función del controlador y no del diseño del gabinete.
Carga isobárica [ editar ]
La configuración de altavoz isobárico fue introducida por primera vez por Harry F. Olson a principios de la década de 1950, y se refiere a sistemas en los que dos o más woofers (controladores de graves) idénticos operan simultáneamente, con un cuerpo común de aire cerrado contiguo a un lado de cada diafragma. En aplicaciones prácticas, se utilizan con mayor frecuencia para mejorar la respuesta de frecuencia de gama baja. without increasing cabinet size, though at the expense of cost and weight. Two identical loudspeakers are coupled to work together as one unit: they are mounted one behind the other in a casing to define a chamber of air in between. The volume of this "isobaric" chamber is usually chosen to be fairly small for reasons of convenience. The two drivers operating in tandem exhibit exactly the same behavior as one loudspeaker in twice the cabinet.
Ported (or reflex) enclosures[edit]
Bass-reflex[edit]
Also known as vented (or ported) systems, these enclosures have a vent or hole cut into the cabinet and a port tube affixed to the hole, to improve low-frequency output, increase efficiency, or reduce the size of an enclosure. Bass reflex designs are used in home stereo speakers (including both low- to mid-priced speaker cabinets and expensive hi-fi cabinets), bass amplifier speaker cabinets, keyboard amplifier cabinets, subwoofer cabinets and PA system speaker cabinets. Vented or ported cabinets use cabinet openings or transform and transmit low-frequency energy from the rear of the speaker to the listener. They deliberately and successfully exploit Helmholtz resonance. As with sealed enclosures, they may be empty, lined, filled or (rarely) stuffed with damping materials. Port tuning frequency is a function of cross-section and length. This enclosure type is very common, and provides more sound pressure level near the tuning frequency than a sealed enclosure of the same volume, though it actually has less low frequency extension since the "rolloff" is steeper (24db/oct vs. 12db/oct for a sealed enclosure). Malcolm Hill pioneered the use of these designs in a live event context in the early 1970s.[11]
Vented system design using computer modeling has been practiced since about 1985, when researchers Thiele and Small first systematically applied electrical filter theory to the acoustic behavior of loudspeakers in enclosures. While ported loudspeakers had been produced for many years before computer modeling, achieving optimum performance was challenging, as it is a complex sum of the properties of the specific driver, the enclosure and port, because of imperfect understanding of the assorted interactions. These enclosures are sensitive to small variations in driver characteristics and require special quality control concern for uniform performance across a production run. Bass ports are widely used in subwoofers for PA systems and sound reinforcement systems, in bass amp speaker cabinets and in keyboard amp speaker cabinets.
Passive radiator[edit]
A passive radiator speaker uses a second "passive" driver, or drone, to produce similar low-frequency extension, or efficiency increase, or enclosure size reduction, similar to ported enclosures. The passive driver is not wired to an amplifier; instead, it moves in response to changing enclosure pressures. In theory, such designs are variations of the bass reflex type, but with the advantage of avoiding a relatively small port or tube through which air moves, sometimes noisily. Tuning adjustments for a passive radiator are usually accomplished more quickly than with a bass reflex design since such corrections can be as simple as mass adjustments to the drone. The disadvantages are that a passive radiator requires precision construction somewhat like a driver, thus increasing costs, and has excursion limitations.
Compound or band-pass[edit]
A 4th order electrical bandpass filter can be simulated by a vented box in which the contribution from the rear face of the driver cone is trapped in a sealed box, and the radiation from the front surface of the cone is directed into a ported chamber. This modifies the resonance of the driver. In its simplest form a compound enclosure has two chambers. The dividing wall between the chambers holds the driver; typically only one chamber is ported.
If the enclosure on each side of the woofer has a port in it then the enclosure yields a 6th order band-pass response. These are considerably harder to design and tend to be very sensitive to driver characteristics. As in other reflex enclosures, the ports may generally be replaced by passive radiators if desired. An eighth order bandpass box is another variation which also has a narrow frequency range. They are often used to achieve sound pressure levels in which case a bass tone of a specific frequency would be used versus anything musical. They are complicated to build and must be done quite precisely in order to perform nearly as intended.[12]
Aperiodic enclosures[edit]
This design falls between acoustic suspension and bass reflex enclosures. It can be thought of as either a leaky sealed box or a ported box with large amounts of port damping. By setting up a port, and then blocking it precisely with sufficiently tightly packed fiber filling, it's possible to adjust the damping in the port as desired. The result is control of the resonance behavior of the system which improves low-frequency reproduction, according to some designers. Dynaco was a primary producer of these enclosures for many years, using designs developed by a Scandinavian driver maker. The design remains uncommon among commercial designs currently available. A reason for this may be that adding damping material is a needlessly inefficient method of increasing damping; the same alignment can be achieved by simply choosing a loudspeaker driver with the appropriate parameters and precisely tuning the enclosure and port for the desired response.
A similar technique has been used in aftermarket car audio; it is called "aperiodic membrane" (AP). A resistive mat is placed in front of or directly behind the loudspeaker driver (usually mounted on the rear deck of the car in order to use the trunk as an enclosure). The loudspeaker driver is sealed to the mat so that all acoustic output in one direction must pass through the mat. This increases mechanical damping, and the resulting decrease in the impedance magnitude at resonance is generally the desired effect, though there is no perceived or objective benefit to this. Again, this technique reduces efficiency and the same result can be achieved through selection of a driver with a lower Q factor, or even via electronic equalization. This is reinforced by the purveyors of AP membranes; they are often sold with an electronic processor which, via equalization, restores the bass output lost through the mechanical damping. The effect of the equalization is opposite to that of the AP membrane, resulting in a loss of damping and an effective response similar to that of the loudspeaker without the aperiodic membrane and electronic processor.
Dipole enclosures[edit]
A dipole enclosure in its simplest form is a driver located on a flat baffle panel, similar to older open back cabinet designs. The baffle's edges are sometimes folded back to reduce its apparent size, creating a sort of open-backed box. A rectangular cross-section is more common than curved ones since it is easier to fabricate in a folded form than a circular one. The baffle dimensions are typically chosen to obtain a particular low-frequency response, with larger dimensions giving a lower frequency before the front and rear waves interfere with each other. A dipole enclosure has a "figure-of-eight" radiation pattern, which means that there is a reduction in sound pressure, or loudness, at the sides as compared to the front and rear. This is useful if it can be used to prevent the sound from being as loud in some places as in others.
Horn enclosures[edit]
A horn loudspeaker is a speaker system using a horn to match the driver cone to the air. The horn structure itself does not amplify, but rather improves the coupling between the speaker driver and the air. Properly designed horns have the effect of making the speaker cone transfer more of the electrical energy in the voice coil into the air; in effect the driver appears to have higher efficiency. Horns can help control dispersion at higher frequencies which is useful in some applications such as sound reinforcement. The mathematical theory of horn coupling is well developed and understood, though implementation is sometimes difficult. Properly designed horns for high frequencies are small (above say 3 kHz or so, a few centimetres or inches), those for mid-range frequencies (perhaps 300 Hz to 2 kHz) much larger, perhaps 30 to 60 cm (1 or 2 feet), and for low frequencies (under 300 Hz) very large, a few metres (dozens of feet). In the 1950s, a few high fidelity enthusiasts actually built full sized horns whose structures were built into a house wall or basement. With the coming of stereo (two speakers) and surround sound (four or more), plain horns became even more impractical. Various speaker manufacturers have produced folded low-frequency horns which are much smaller (e.g., Altec Lansing, JBL, Klipsch, Lowther, Tannoy) and actually fit in practical rooms. These are necessarily compromises, and because they are physically complex, they are expensive.
Multiple entry horn[edit]
The multiple entry horn (also known as a coentrant horn, unity horn or synergy horn) is a manifold speaker design; it uses several different drivers mounted on the horn at stepped distances from the horn's apex, where the high frequency driver is placed. Depending on implementation, this design offers an improvement in transient response as each of the drivers is aligned in phase and time and exits the same horn mouth. A more uniform radiation pattern throughout the frequency range is also possible.[13] A uniform pattern allows smooth arraying of multiple enclosures.[14]
Tapped horn[edit]
Both sides of a long-excursion high-power driver in a tapped horn enclosure are ported into the horn itself, with one path length long and the other short. These two paths combine in phase at the horn's mouth within the frequency range of interest. This design is especially effective at subwoofer frequencies and offers reductions in enclosure size along with more output.[14]
Transmission line[edit]
A perfect transmission line loudspeaker enclosure has an infinitely long line, stuffed with absorbent material such that all the rear radiation of the driver is fully absorbed, down to the lowest frequencies. Theoretically, the vent at the far end could be closed or open with no difference in performance. The density of and material used for the stuffing is critical, as too much stuffing will cause reflections due to back-pressure,[dubious ] whilst insufficient stuffing will allow sound to pass through to the vent. Stuffing often is of different materials and densities, changing as one gets further from the back of the driver's diaphragm.
Consequent to the above, practical Transmission Line loudspeakers are not true Transmission Lines, as there is generally output from the vent at the lowest frequencies. They can be thought of as a waveguide in which the structure shifts the phase of the driver's rear output by at least 90°[dubious ], thereby reinforcing the frequencies near the driver's Fs. Transmission lines tend to be larger than ported enclosures of approximately comparable performance, due to the size and length of the guide required (typically 1/4 the longest wavelength of interest).
The design is often described as non-resonant, and some designs are sufficiently stuffed with absorbent material that there is indeed not much output from the line's port. But it is the inherent resonance (typically at 1/4 wavelength) that can enhance the bass response in this type of enclosure, albeit with less absorbent stuffing. Among the first examples of this enclosure design approach were the projects published in Wireless World by Bailey in the early 1970s, and the commercial designs of the now defunct IMF Electronics which received critical acclaim at about the same time.
A variation on the transmission line enclosure uses a tapered tube, with the terminus (opening/port) having a smaller area than the throat. The tapering tube can be coiled for lower frequency driver enclosures to reduce the dimensions of the speaker system, resulting in a seashell like appearance. Bose uses similar patented technology on their Wave and Acoustic Waveguide music systems.[15]
Numerical simulations by George L. Augspurger and Martin J. King have helped refine the theory and practical design of these systems.[16][17]
Quarter wave enclosure[edit]
A quarter wave resonator is a transmission line tuned to form a standing quarter wave at a frequency somewhat below the driver's frequency FS. When properly designed, a port that is of much smaller diameter than the main pipe located at the end of the pipe then produces the driver's backward radiation in phase with the speaker driver itself; greatly adding to the bass output. Such designs tend to be less dominant in certain bass frequencies than the more common bass reflex designs and followers of such designs claim an advantage in clarity of the bass with a better congruency of the fundamental frequencies to the overtones.[18]
Some loudspeaker designers like Martin J. King and Bjørn Johannessen consider the term "quarter wave enclosure" as a more fitting term for most transmission lines and since acoustically, quarter wavelengths produce standing waves inside the enclosure that are used to produce the bass response emanating from the port. These designs can be considered a mass-loaded transmission line design or a bass reflex design, as well as a quarter wave enclosure.[19] Quarter wave resonators have seen a revival as commercial applications with the onset of neodymium drivers that enable this design to produce relatively low bass extensions within a relatively small speaker enclosure.[18]
Tapered quarter-wave pipe[edit]
The tapered quarter-wave pipe (TQWP) is an example of a combination of transmission line and horn effects. It is highly regarded by some speaker designers. The concept is that the sound emitted from the rear of the loudspeaker driver is progressively reflected and absorbed along the length of the tapering tube, almost completely preventing internally reflected sound being retransmitted through the cone of the loudspeaker. The lower part of the pipe acts as a horn while the top can be visualised as an extended compression chamber. The entire pipe can also be seen as a tapered transmission line in inverted form. (A traditional tapered transmission line, confusingly also sometimes referred to as a TQWP, has a smaller mouth area than throat area.) Its relatively low adoption in commercial speakers can mostly be attributed to the large resulting dimensions of the speaker produced and the expense of manufacturing a rigid tapering tube. The TQWP is also known as a Voigt pipe and was introduced in 1934 by Paul G. A. H. Voigt, Lowther's original driver designer.
See also[edit]
- Audio crossover
- Full-range speaker
- Tweeter
- Super tweeter
- Midrange speaker
- Woofer
- Subwoofer
- Acoustic transmission line
- Guitar speaker cabinet
- Powered speakers
- Soundbar
- Speaker grille
- Impedance matching
References[edit]
- ^ "Speaker Grille Manufacturing". Metalex. Retrieved 2017-08-08.
- ^ Illustrations [1] Retrieved November 26, 2012.
- ^ Illustrations [2], Retrieved November 26, 2012.
- ^ Illustrations [3] Archived 2013-07-13 at the Wayback Machine Retrieved November 26, 2012.
- ^ Auditorium 23 [4], Retrieved November 26, 2012.
- ^ "DIY Granite Speaker Project". Diyaudioprojects.com. Retrieved 2018-02-26.
- ^ L. Beranek, Acoustics, 2nd Ed. 1986.
- ^ Acoustics, Leo Beranek, 1954 Ed (P118, 1996 print)
- ^ e.g. The Art of Sound Reproduction, John Watkinson, 2004
- ^ Powell, Huw. "What is Acoustic Suspension?". HUMAN Speakers. Retrieved 2017-08-08.
- ^ "Hill heritage and design philosophy". Hifisoundconnection.com. Retrieved 2018-02-26.
- ^ volt. "Subwoofer Enclosures, Sixth and Eighth Order/Bass Reflex and Bandpass". The12volt.com. Retrieved 2018-02-26.
- ^ Loudspeaker Profile: Danley Sound Labs SH-50 Archived 2008-09-16 at the Wayback Machine Live Sound International. May 2006, Volume 15, Number 5. TechTopic. Pat Brown.
- ^ a b Danley Sound Labs. A White Paper on Danley Sound Labs Tapped Horn and Synergy Horn Technologies Archived 2009-02-06 at the Wayback Machine
- ^ "Bose - Better Sound Through Research". www.bose.com.
- ^ Loudspeakers on Damped Pipes. AES E-Library: Augspurger, George L. JAES Volume 48, Issue 5, pp. 424-436. May 2000
- ^ Quarter Wavelength Loudspeaker Design by Martin J. King. July 17, 2002 (last revised February 25, 2008)
- ^ a b "Kvart & Bølge - Audiophile Quarter-Wave Full-Range Speakers -". Kvart & Bølge - Audiophile Quarter-Wave Full-Range Speakers -. Archived from the original on 2018-07-10. Retrieved 2015-04-10.
- ^ "Quarter Wavelength Loudspeaker Design". Quarter-wave.com. Retrieved 2018-02-26.
External links[edit]
- How a Hole-in-the-Box Works - information about bass reflex.
- Quarter-Wave - details about transmission line design
- Humble Homemade Hifi - DIY site with examples & plans of several speaker enclosure types
- Free Speaker Plans - Community oriented DIY loudspeaker design plans, general resources and forum.
