Altavoz de subgraves

Un subwoofer (o subwoofer ) es un altavoz diseñado para reproducir frecuencias de audio de tono bajo , conocidas como graves y subgraves , que son más bajas en frecuencia que las que pueden generarse (óptimamente) con un woofer . El rango de frecuencia típico que cubre un subwoofer es de aproximadamente 20 a 200 Hz para productos de consumo, ^[1] por debajo de 100 Hz para sonido en vivo profesional, ^[2] y por debajo de 80 Hz en sistemas con certificación THX . ^[3] Por lo tanto, uno o más subwoofers son importantes para la reproducción de sonido de alta calidad, ya que son responsables de las dos o tres octavas más bajas de las diez octavas que son audibles. Este rango de frecuencia muy baja (VLF) reproduce los tonos fundamentales naturales del bombo, el bajo eléctrico, el contrabajo, el piano de cola, el contrafagot , la tuba, además de truenos, disparos, explosiones, etc.

Los subwoofers nunca se utilizan solos, ya que están pensados ​​para sustituir los sonidos VLF de los altavoces "principales" que cubren las bandas de frecuencia más altas. Las señales VLF y de frecuencia más alta se envían por separado a los subwoofers y a la red principal mediante una red de " cruce ", que normalmente utiliza electrónica activa, incluido el procesamiento de señales digitales (DSP). Además, los subwoofers reciben sus propias señales de efectos de baja frecuencia (LFE) que se reproducen a 10 dB más alto que el nivel de pico estándar. ^[4]

Los subwoofers se pueden colocar de manera más favorable que los woofers de los altavoces principales en la acústica típica de una sala de escucha, ya que las frecuencias muy bajas que reproducen son casi omnidireccionales y su dirección es en gran medida imperceptible. Sin embargo, gran parte del contenido grabado digitalmente contiene señales binaurales realistas que el oído humano puede detectar en el rango VLF, reproducidas por un crossover estéreo y dos o más subwoofers. ^[5] Los subwoofers no son aceptables para todos los audiófilos, probablemente debido a los artefactos de distorsión producidos por el controlador del subwoofer después del crossover y en frecuencias superiores al crossover. ^[6]

Si bien el término "subwoofer" técnicamente solo se refiere al controlador del altavoz, en el lenguaje común, el término a menudo se refiere a un controlador de subwoofer montado en un gabinete de altavoz , a menudo con un amplificador incorporado .

Los subwoofers están formados por uno o más woofers montados en un recinto de altavoz , a menudo de madera, capaz de soportar la presión del aire y al mismo tiempo resistir la deformación. Los recintos de subwoofer vienen en una variedad de diseños, incluidos los de reflejo de graves (con un puerto o ventilación), que utilizan un subwoofer y uno o más altavoces de radiador pasivo en el recinto, suspensión acústica (recinto sellado), deflector infinito , cargado por bocina , bocina con derivación , línea de transmisión , paso de banda o diseños isobáricos . Cada diseño tiene ventajas y desventajas únicas con respecto a la eficiencia, el rango de baja frecuencia, la sonoridad, el tamaño del gabinete y el costo. Los subwoofers pasivos tienen un controlador de subwoofer y un recinto, pero están alimentados por un amplificador externo. Los subwoofers activos incluyen un amplificador incorporado. ^[7]

Los primeros subwoofers de audio domésticos se desarrollaron en la década de 1960 para agregar respuesta de graves a los sistemas estéreo domésticos. Los subwoofers se hicieron más conocidos en la década de 1970 con la introducción de Sensurround en películas como Earthquake , que producía sonidos fuertes de baja frecuencia a través de grandes subwoofers. Con la llegada del casete compacto y el disco compacto en la década de 1980, la reproducción de graves profundos y fuertes ya no estaba limitada por la capacidad de una aguja de disco fonográfico para seguir un surco, ^[8] y los productores podían agregar más contenido de baja frecuencia a las grabaciones. Además, durante la década de 1990, los DVD se grabaron cada vez más con procesos de " sonido envolvente " que incluían un canal de efectos de baja frecuencia (LFE), que se podía escuchar usando el subwoofer en sistemas de cine en casa (también llamado cine en casa ). Durante la década de 1990, los subwoofers también se volvieron cada vez más populares en los sistemas estéreo domésticos, instalaciones de audio de automóviles personalizadas y en sistemas de PA . En la década del 2000, los subwoofers se volvieron casi universales en los sistemas de refuerzo de sonido en clubes nocturnos y salas de conciertos.

A diferencia de los altavoces principales de un sistema, los subwoofers se pueden colocar de forma más óptima en la acústica de una sala de escucha. Sin embargo, los subwoofers no son aceptados universalmente por los audiófilos en medio de quejas sobre la dificultad de "unir" el sonido con el de los altavoces principales alrededor de la frecuencia de cruce. Esto se debe en gran medida a la no linealidad del controlador del subwoofer, que produce productos de distorsión armónica y de intermodulación muy por encima de la frecuencia de cruce y en el rango en el que el oído humano puede "localizarlos", arruinando la "imagen" estéreo.

Desde aproximadamente 1900 hasta la década de 1950, la "frecuencia más baja en uso práctico" en grabaciones, transmisiones y reproducción de música era de 100 Hz. ^[9] Cuando se desarrolló el sonido para películas, el sistema de sonido básico de RCA era un solo altavoz de 8 pulgadas (20 cm) montado en una bocina recta, un enfoque que fue considerado insatisfactorio por los tomadores de decisiones de Hollywood, quienes contrataron a ingenieros de Western Electric para desarrollar un mejor sistema de altavoces. ^[10] Los primeros experimentos de Western Electric agregaron un conjunto de controladores de 18 pulgadas para el extremo bajo en un deflector grande de respaldo abierto (ampliando el rango hasta 50 Hz) y una unidad de alta frecuencia, pero MGM no estaba satisfecho con el sonido del sistema de tres vías, ya que tenían preocupaciones sobre el retraso entre los diferentes controladores. ^[10]

En 1933, el jefe del departamento de sonido de MGM, Douglas Shearer , trabajó con John Hilliard y James B. Lansing (quien más tarde fundaría Altec Lansing en 1941 y JBL en 1946) para desarrollar un nuevo sistema de altavoces que utilizaba un recinto de dos vías con un cuerno de graves en forma de W que podía llegar a los 40 Hz. ^[10] El Shearing-Lansing 500-A terminó siendo utilizado en "salas de proyección, teatros de doblaje y en los primeros refuerzos de sonido". ^[10] A finales de la década de 1930, Lansing creó un altavoz de dos vías más pequeño con un woofer de 15 pulgadas (38 cm) en un recinto ventilado, al que llamó el sistema Iconic; se utilizó como monitor de estudio y en configuraciones de alta fidelidad domésticas de alta gama. ^[10]

Durante la era del swing de los años 1940 , para obtener graves más profundos, se cortaron "aberturas en forma de tubo" en los recintos de los altavoces, creando recintos bass reflex , ya que se descubrió que incluso un recinto de altavoz bastante económico, una vez modificado de esta manera, podía "transmitir la potencia de un fuerte... ritmo de batería -y a veces no mucho más- a una pista de baile llena". ^[9] Antes del desarrollo de los primeros subwoofers, los woofers se usaban para reproducir frecuencias graves, generalmente con un punto de cruce establecido a 500 Hz y un altavoz de 4 pulgadas (10 cm) en un deflector infinito o en aplicaciones de sonido profesional, un recinto bass reflex "cargado con bocina híbrida" (como el recinto Altec Lansing A-7 de 15 pulgadas apodado "La voz del teatro", que se introdujo en 1946). ^[11] A mediados de la década de 1950, la Academia de Artes y Ciencias Cinematográficas seleccionó el "grande y cuadrado" Altec A-7 como el estándar de la industria para la reproducción de sonido de películas en los cines. ^[12]

En septiembre de 1964, Raymon Dones, de El Cerrito, California, recibió la primera patente para un subwoofer diseñado específicamente para aumentar omnidireccionalmente el rango de baja frecuencia de los sistemas estéreo modernos (patente estadounidense 3150739). Era capaz de reproducir frecuencias bajas sin distorsión hasta 15 ciclos por segundo (15 Hz). Un objetivo específico de la invención de Dones era proporcionar cajas de sonido portátiles capaces de reproducir con alta fidelidad las ondas de sonido de baja frecuencia sin dar una indicación audible de la dirección de la que emanaban. El altavoz de Dones se comercializó en los EE. UU. con el nombre comercial "The Octavium" ^[13] desde principios de la década de 1960 hasta mediados de la de 1970. El Octavium fue utilizado por varios artistas de grabación de esa época, en particular los Grateful Dead , el bajista Monk Montgomery , el bajista Nathan East y las Pointer Sisters . El altavoz Octavium y la tecnología de subwoofer de Dones también se utilizaron, en algunos cines selectos, para reproducir frecuencias bajas en la película Earthquake , un éxito de taquilla de 1974. A fines de la década de 1960, el Octavium de Dones recibió críticas favorables de publicaciones audiófilas, incluidas Hi-Fi News y Audio Magazine .

Otro de los primeros subwoofers fabricados para uso doméstico y en estudio fue el altavoz de graves independiente para el Servo Statik 1 de New Technology Enterprises. ^[14] Diseñado como prototipo en 1966 por el físico Arnold Nudell y el piloto de línea aérea Cary Christie en el garaje de Nudell, utilizaba un segundo bobinado alrededor de un controlador Cerwin-Vega de 18 pulgadas (45 cm) personalizado para proporcionar información de control del servo al amplificador, y se ofreció a la venta a 1795 dólares, un 40% más caro que cualquier otro altavoz completo incluido en Stereo Review . ^[14] En 1968, los dos encontraron inversores externos y se reorganizaron como Infinity . ^[14] El subwoofer fue revisado positivamente en la edición de invierno de 1968 de la revista Stereophile como el SS-1 de Infinity. El SS-1 recibió muy buenas críticas en 1970 de la revista High Fidelity . ^[14]

Otro de los primeros subwoofers fue desarrollado a finales de los años 60 por Ken Kreisel, ex presidente de Miller & Kreisel Sound Corporation en Los Ángeles. Cuando el socio comercial de Kreisel, Jonas Miller, que era dueño de una tienda de audio de alta gama en Los Ángeles, le dijo a Kreisel que algunos compradores de los altavoces electrostáticos de alta gama de la tienda se habían quejado de la falta de respuesta de graves en los altavoces electrostáticos, Kreisel diseñó un woofer activo que reproduciría solo aquellas frecuencias que eran demasiado bajas para que los altavoces electrostáticos las transmitieran. ^[15] El sistema de altavoces electrostáticos de rango completo de Infinity que se desarrolló durante los años 60 también utilizó un woofer para cubrir el rango de frecuencias más bajas que sus conjuntos electrostáticos no manejaban adecuadamente.

El primer uso de un subwoofer en una sesión de grabación fue en 1973 para mezclar el álbum Pretzel Logic de Steely Dan , cuando el ingeniero de grabación Roger Nichols hizo arreglos para que Kreisel trajera un prototipo de su subwoofer a Village Recorders . ^[16] Kreisel realizó más modificaciones de diseño durante los siguientes diez años, y en los años 1970 y 1980 el ingeniero John P. D'Arcy ; el productor de discos Daniel Levitin sirvió como consultor y " oídos de oro " para el diseño de la red de cruce (usada para dividir el espectro de frecuencias de modo que el subwoofer no intentara reproducir frecuencias demasiado altas para su rango efectivo, y para que los altavoces principales no necesitaran manejar frecuencias demasiado bajas para su rango efectivo). En 1976, Kreisel creó el primer sistema de altavoces satélite y subwoofer, llamado "David y Goliat". ^[17]

Los subwoofers recibieron una gran publicidad en 1974 con la película Earthquake , que se estrenó en Sensurround . Inicialmente instalado en 17 cines de Estados Unidos, el sistema "Sensurround" de Cerwin-Vega utilizaba subwoofers de gran tamaño que eran accionados por bastidores de amplificadores de 500 vatios, activados por tonos de control impresos en una de las pistas de audio de la película. Cuatro de los subwoofers se colocaron delante de la audiencia debajo (o detrás) de la pantalla de la película y dos más se colocaron juntos en la parte trasera de la audiencia en una plataforma. Se generó una potente energía de ruido y un fuerte estruendo en el rango de 17 a 120 Hz a un nivel de 110-120 decibeles de nivel de presión sonora , abreviado dB(SPL). El nuevo método de entretenimiento de baja frecuencia ayudó a que la película se convirtiera en un éxito de taquilla. Se ensamblaron e instalaron más sistemas Sensurround. En 1976, había casi 300 sistemas Sensurround saltando a través de cines selectos. Otras películas que utilizan este efecto incluyen la épica batalla naval de la Segunda Guerra Mundial Midway en 1976 y Rollercoaster en 1977. ^[18]

Para los propietarios de LP de 33 rpm y sencillos de 45 rpm, los graves fuertes y profundos estaban limitados por la capacidad de la aguja del disco fonográfico para seguir el surco. ^[8] Si bien algunos aficionados a la alta fidelidad habían resuelto el problema utilizando otras fuentes de reproducción, como los reproductores de cintas de carrete a carrete que eran capaces de ofrecer graves precisos y naturalmente profundos a partir de fuentes acústicas, o graves sintéticos que no se encuentran en la naturaleza, con la introducción popular del casete compacto a fines de la década de 1960, se hizo posible agregar más contenido de baja frecuencia a las grabaciones. ^[19] A mediados de la década de 1970, los sencillos de vinilo de 12 pulgadas, que permitían "más volumen de graves", se usaban para grabar pistas de disco, reggae, dub y hip-hop; los DJ de los clubes de baile reproducían estos discos en clubes con subwoofers para lograr reacciones "físicas y emocionales" de los bailarines. ^[20]

A principios de los años 1970, David Mancuso contrató al ingeniero de sonido Alex Rosner ^[21] para diseñar subwoofers adicionales para sus eventos de baile disco, junto con "conjuntos de tweeters" para "potenciar los agudos y los graves en los momentos oportunos" en sus fiestas privadas y underground en The Loft . ^[22] La demanda de refuerzo de sonido de subgraves en la década de 1970 fue impulsada por el importante papel del "bombo potente" en la música disco, en comparación con el rock y el pop; para proporcionar este rango más profundo, se agregó un tercer punto de cruce de 40 a 120 Hz (centrado en 80 Hz). ^[11] La discoteca Paradise Garage en la ciudad de Nueva York, que funcionó de 1977 a 1987, tenía "altavoces 'subgraves' diseñados a medida" desarrollados por el discípulo de Alex Rosner, el ingeniero de sonido Richard ("Dick") Long ^[21] que se llamaban "Levan Horns" (en honor al DJ residente Larry Levan ). ^[20]

A finales de los años 1970, los subwoofers se empezaron a utilizar en los sistemas de sonido de los locales de baile para permitir la reproducción de "música de baile con muchos graves" que "no 'oímos' con nuestros oídos, sino con todo nuestro cuerpo". ^[22] En el club, Long utilizó cuatro bocinas de graves Levan, una en cada esquina de la pista de baile, para crear una "calidad háptica y táctil" en los subgraves que se podía sentir en el cuerpo. ^[23] Para superar la falta de frecuencias de subgraves en los discos de discoteca de los años 1970 (las frecuencias de subgraves por debajo de los 60 Hz se eliminaban durante la masterización), Long añadió un generador de tono subarmónico DBX 100 "Boom Box" a su sistema para sintetizar subgraves de 25 a 50 Hz a partir de los graves de 50 a 100 Hz de los discos. ^[23]

A finales de los años 1970, los ingenieros de sonido de los clubes de discoteca utilizaban los mismos subwoofers de bocina plegada de gran tamaño estilo Sensurround de Cerwin-Vega que se utilizaron en Earthquake y películas similares en las instalaciones de sistemas de los clubes de baile. ^[11] A principios de los años 1980, Long diseñó un sistema de sonido para el club de baile Warehouse , con "enormes pilas de subwoofers" que creaban frecuencias de graves "profundas e intensas" que "golpeaban a través de su sistema" y "todo el cuerpo", lo que permitía a los asistentes al club "experimentar visceralmente" las mezclas de música house de los DJ . ^[24]

En Jamaica, en los años 1970 y 1980, los ingenieros de sonido para sistemas de sonido reggae comenzaron a crear cajas de subwoofer "muy personalizadas" agregando espuma y afinando los gabinetes para lograr una "salida de altavoz rica y articulada por debajo de los 100 Hz". ^[9] Los ingenieros de sonido que desarrollaron el "sonido característico de graves pesados" de los sistemas de refuerzo de sonido han sido llamados "merecen tanto crédito por el sonido de la música jamaiquina como sus primos productores musicales más conocidos". ^[25] Los ingenieros de sonido de Stone Love Movement (un equipo de sistemas de sonido), por ejemplo, modificaron los subwoofers de bocina plegada que importaron de los EE. UU. para obtener un sonido más bass reflex que se adaptara a las preferencias de tono locales para las audiencias de dancehall , ya que se descubrió que la bocina plegada sin modificar sonaba "demasiado agresiva" y "no lo suficientemente profunda para los oyentes jamaicanos". ^[9]

En la cultura de los sistemas de sonido, hay "contenedores de graves bajos y altos" en "pilas imponentes" que son "entregados en camiones grandes" y montados por un equipo de "chicos de caja", y luego posicionados y ajustados por el ingeniero de sonido en un proceso conocido como "encordado", todo para crear el "sonido de música reggae que literalmente puedes sentir cuando sale de estos grandes altavoces". ^[26] Los equipos de sistemas de sonido realizan competiciones de " choque de sonido ", donde se configura cada sistema de sonido y luego los dos equipos intentan superarse entre sí, ^[27] tanto en términos de volumen como de los "graves que produce". ^[28]

En la década de 1980, el Bose Acoustimass AM-5 se convirtió en un subwoofer popular y un pequeño sistema de altavoces satélite de alta gama para escuchar en casa. ^[30] Steve Feinstein afirmó que con el AM-5, "la apariencia del sistema importaba tanto como, si no más que, un gran sonido" para los consumidores de esta era, ya que se consideraba un aspecto "genial". ^[30] El éxito del AM-5 llevó a otros fabricantes a lanzar sistemas de altavoces satélite con subwoofer, incluidos Boston Acoustics Sub Sat 6 y 7, y los sistemas Cambridge SoundWorks Ensemble (de Kloss). ^[30] Las afirmaciones de que estos sistemas subsatélite mostraron a los fabricantes y diseñadores que los sistemas de cine en casa con un subwoofer oculto podían ser "factibles y funcionales en una sala de estar normal" para los consumidores generales. A pesar de las críticas al AM-5 por parte de los expertos en audio, con respecto a la falta de un rango de graves por debajo de los 60 Hz, un "agujero acústico" en el rango de 120 a 200 Hz y una falta de rango superior por encima de los 13 kHz para los satélites, el sistema AM-5 representó el 30% del mercado de altavoces de EE. UU. a principios de la década de 1990. ^[30]

En la década de 1980, Origin Acoustics desarrolló el primer subwoofer de pared residencial llamado Composer. Utilizaba un controlador de aluminio de 10 pulgadas (25,4 cm) y una caja revestida de espuma diseñada para montarse directamente en los montantes de la pared durante la construcción de una nueva casa. ^[31] La respuesta de frecuencia del Composer es de 30 a 250 Hz. ^[32]

Si bien en los años 1960 y 1970 los altavoces de graves profundos eran un producto exótico propiedad de los audiófilos, a mediados de los años 1990 eran mucho más populares y ampliamente utilizados, con diferentes tamaños y capacidades de salida de sonido. ^[33] Un ejemplo del uso de subwoofers en los años 1990 para el refuerzo de sonido es el club de baile Ministry of Sound , que abrió en 1991 en Londres. El sistema de sonido de la pista de baile se basó en el diseño de Richard Long en Paradise Garage. El club gastó alrededor de £500,000 en un sistema de sonido que utilizaba componentes Martin Audio en gabinetes hechos a medida, incluidos doce subwoofers activos de 21" y 9,500 vatios, doce subwoofers de 18 pulgadas y doce altavoces de medios-agudos Martin Audio W8C. ^[34]

La popularidad del CD hizo posible añadir más contenido de baja frecuencia a las grabaciones y satisfacer a un mayor número de consumidores. ^[19] Los subwoofers domésticos crecieron en popularidad, ya que eran fáciles de agregar a las configuraciones de altavoces multimedia existentes y eran fáciles de colocar u ocultar. ^[35]

En 2015, Damon Krukowski escribió un artículo titulado "Drop the Bass: A Case Against Subwoofers" para la revista Pitchfork , basado en su experiencia interpretativa con Galaxie 500 ; argumenta que "para ciertos estilos de música", especialmente géneros de música acústica, "estos gigantes de gama baja en realidad están arruinando nuestra experiencia auditiva" al reducir la claridad de los graves. ^[36] En 2015, John Hunter de REL Acoustics afirmó que los audiófilos tienden a "tener una relación de amor/odio con los subwoofers" porque la mayoría de los subwoofers tienen una calidad de sonido "horrible", "de nivel de entrada" y se utilizan de una "manera inapropiada", sin integrar los graves a la perfección. ^[37]

En 2018, algunos sistemas de sonido de música electrónica de baile (EDM) para lugares que reproducen graves intensos tienen múltiples conjuntos de subwoofers para lidiar con los medios graves (80-140 Hz), los graves (40-80 Hz) y los " infragraves " (20-40 Hz). ^[9]

Diseño de altavoces y cajas acústicas

Los subwoofers utilizan controladores de altavoz ( woofers ) típicamente entre 8 pulgadas (20 cm) y 21 pulgadas (53 cm) de diámetro. Algunos subwoofers poco comunes utilizan controladores más grandes, y se han fabricado subwoofers de un solo prototipo de hasta 60 pulgadas (152 cm). ^[38] En el extremo más pequeño del espectro, se pueden utilizar controladores de subwoofer tan pequeños como 4 pulgadas (10 cm). Los controladores de subwoofer pequeños en el rango de 4 pulgadas se utilizan típicamente en sistemas de altavoces de computadora pequeños y gabinetes de subwoofer de cine en casa compactos. El tamaño del controlador y la cantidad de controladores en un gabinete dependen del diseño de la caja del altavoz , el tamaño del gabinete, el nivel de presión de sonido deseado, la frecuencia más baja deseada y el nivel de distorsión permitido. Los tamaños de controladores de subwoofer más comunes que se utilizan para el refuerzo de sonido en clubes nocturnos, fiestas rave y conciertos de pop/rock son los modelos de 10, 12, 15 y 18 pulgadas (25 cm, 30 cm, 38 cm y 45 cm respectivamente). Los subwoofers de refuerzo de sonido más grandes disponibles, los controladores de 21 pulgadas (53 cm), son menos comunes. ^{[ cita requerida ]}

La eficiencia de referencia de un sistema de altavoces en su banda de paso viene dada por: ^{[39] [40] [41] [42]}

${\displaystyle \eta _{0}={\frac {4\pi ^{2}}{c^{3}}}\cdot {\frac {f_{s}^{3}V_{as}}{Q_{es}}}}$

donde es la velocidad del sonido en el aire y las variables son parámetros de Thiele/Small : es la frecuencia de resonancia del controlador, es el volumen de aire que tiene la misma flexibilidad acústica que la suspensión del controlador y es el controlador en considerando la resistencia eléctrica de CC de la bobina móvil del controlador. La extensión profunda de baja frecuencia es un objetivo común para un subwoofer y los volúmenes de caja pequeños también se consideran deseables, para ahorrar espacio y reducir el tamaño para facilitar el transporte (en el caso de refuerzo de sonido y subwoofers de DJ). Por lo tanto, la "Ley de hierro" de Hofmann exige una baja eficiencia bajo esas restricciones y, de hecho, la mayoría de los subwoofers requieren una potencia considerable, mucho más que otros controladores individuales. ^{[ cita requerida ]}${\estilo de visualización c}$${\displaystyle f_{s}}$${\displaystyle V_{as}}$${\displaystyle Q_{es}}$${\estilo de visualización Q}$${\displaystyle f_{s}}$

Así, para el ejemplo de un sistema de altavoces de caja cerrada, el volumen de la caja para lograr un total dado del sistema es proporcional a : ^[40]$Estilo de visualización V_{ab}}$${\estilo de visualización Q}$${\displaystyle Q_{tc}}$${\displaystyle V_{as}}$

${\displaystyle V_{ab}={\frac {V_{as}}{\alpha }}}$

donde es la relación de cumplimiento del sistema dada por la relación entre el cumplimiento del controlador y el cumplimiento del gabinete, que se puede escribir como: ^[43]${\estilo de visualización \alpha}$

${\displaystyle \alpha ={\frac {Q_{tc}^{2}}{Q_{ts}^{2}}}-1={\frac {f_{c}^{2}}{f_{s}^{2}}}-1}$

¿Dónde está la frecuencia de resonancia del sistema?$Estilo de visualización f_{c}$

Por lo tanto, una disminución del volumen de la caja (es decir, un gabinete de altavoz más pequeño) y lo mismo disminuirá la eficiencia del subwoofer. La frecuencia de media potencia normalizada de un sistema de altavoces de caja cerrada está dada por: ^[43]$Estilo de visualización f_{3}$

${\displaystyle f_{3}/f_{c}=\left[{\frac {(1/Q_{tc}^{2}-2)+{\sqrt {(1/Q_{tc}^{2}-2)^{2}+4}}}{2}}\right]^{1/2}}$

Aquí observamos que si , entonces .${\displaystyle Q_{tc}=1/{\sqrt {2}}\aproximadamente 0,7071}$$Estilo de visualización f3=fc$

Como la eficiencia es proporcional a , pequeñas mejoras en la extensión de baja frecuencia con el mismo volumen de controlador y caja darán como resultado reducciones muy significativas en la eficiencia. Por estas razones, los subwoofers suelen ser muy ineficientes a la hora de convertir energía eléctrica en energía sonora. Esta combinación de factores explica la mayor potencia del amplificador necesaria para accionar los subwoofers y el requisito de un mayor manejo de potencia para los controladores de subwoofer. Las variaciones de gabinete (por ejemplo, diseños de reflejo de bajos con un puerto en el gabinete) se utilizan a menudo para los subwoofers para aumentar la eficiencia del sistema de controlador/gabinete, lo que ayuda a reducir los requisitos de potencia del amplificador. Los sistemas de altavoces de caja ventilada tienen una eficiencia teórica máxima que es 2,9 dB mayor que la del sistema de caja cerrada. ^[44]$estilo de visualización f_{s}^{3}}$

Los subwoofers se construyen normalmente montando uno o más woofers en un gabinete de tableros de fibra de densidad media (MDF), tableros de virutas orientadas (OSB), madera contrachapada, fibra de vidrio, aluminio u otros materiales rígidos. Debido a la alta presión de aire que producen en el gabinete, los gabinetes de los subwoofers a menudo requieren refuerzos internos para distribuir las fuerzas resultantes. ^[45]

Los subwoofers se han diseñado utilizando una serie de enfoques de recinto: reflejo de bajos (con un puerto o ventilación), utilizando un subwoofer y uno o más altavoces de radiador pasivo en el recinto, suspensión acústica (recinto sellado), deflector infinito , cargado por bocina , bocina con derivaciones , línea de transmisión y paso de banda . Cada tipo de recinto tiene ventajas y desventajas en términos de aumento de eficiencia, extensión de graves, tamaño del gabinete, distorsión y costo. ^[45]

Incluso se pueden combinar varios tipos de gabinetes en un único diseño, como en el audio de computadora con el diseño de subwoofer del Labtec LCS-2424 (posteriormente adquirido por Logitech y utilizado para sus Z340/Z540/Z640/Z3/Z4), que es un gabinete de paso de banda de radiador pasivo (primitivo) con una cámara divisoria de reflejo de bajos. ^[45]

Aunque no necesariamente se trata de un tipo de caja, la carga acoplada isobárica (como push-pull) de dos controladores se ha utilizado a veces en productos de subwoofer de clase informática, ^[45] cine en casa ^[46] y refuerzo de sonido ^[47] , y también versiones DIY en aplicaciones automotrices, para proporcionar graves relativamente profundos para su tamaño. Los conjuntos de controladores "similares a los isobáricos" autónomos se han fabricado desde la década de 2010. ^{[48] [49] [50]}

Los subwoofers más pequeños son típicamente aquellos diseñados para sistemas multimedia de escritorio. Los gabinetes de subwoofer más grandes y comunes son aquellos que se usan para sistemas de refuerzo de sonido de conciertos o sistemas de sonido de clubes de baile. Un ejemplo de un gabinete de subwoofer de concierto grande es el sistema Electro-Voice MT-4 "Bass Cube" de la década de 1980, que usaba cuatro controladores de 18 pulgadas (45 cm). Un ejemplo de un subwoofer que usa una bocina de graves es el Bassmaxx B-Two, que carga un controlador de 18 pulgadas (45 cm) en una bocina plegada de 11 pies (3,4 m) de largo. ^[51] Los subwoofers de tipo bocina plegada generalmente pueden producir un rango más profundo con mayor eficiencia que el mismo controlador en un gabinete que carece de bocina. ^[51] Sin embargo, los gabinetes de bocina plegada generalmente son más grandes y pesados ​​que los gabinetes de disparo frontal, por lo que las bocinas plegadas se usan con menos frecuencia. Se han construido algunos altavoces de subgraves experimentales de instalación fija utilizando ladrillo y hormigón para producir un altavoz muy largo que permite una extensión de subgraves muy profunda. ^[52]

El nivel de salida del subwoofer se puede aumentar incrementando el área de superficie del cono o incrementando la excursión del cono. Dado que los controladores grandes requieren gabinetes indeseablemente grandes, la mayoría de los controladores de subwoofer tienen grandes excursiones. Desafortunadamente, una excursión alta, a niveles de potencia altos, tiende a producir más distorsión por efectos mecánicos y magnéticos inherentes en los controladores electrodinámicos (el tipo más común). ^[53] El conflicto entre objetivos variados nunca se puede resolver por completo; los diseños de subwoofer necesariamente implican concesiones y compensaciones. La Ley de Hierro de Hofmann (la eficiencia de un sistema de subwoofer es directamente proporcional al volumen de su gabinete (como en tamaño) y al cubo de su frecuencia de corte, es decir, cuán bajo en tono alcanzará) se aplica a los subwoofers al igual que a todos los altavoces. ^[53] Por lo tanto, un diseñador de gabinete de subwoofer que apunte a los graves más profundos probablemente tendrá que considerar el uso de un tamaño de gabinete grande; un diseñador de gabinete de subwoofer instruido para crear el gabinete más pequeño posible (para facilitar el transporte) necesitará comprometer cuán bajo en tono alcanzará su gabinete. ^[53]

La especificación de respuesta de frecuencia de un altavoz describe el rango de frecuencias o tonos musicales que un altavoz puede reproducir, medido en hercios (Hz). ^[54] El rango de frecuencia típico para un subwoofer es entre 20 y 200 Hz. ^[1] Los subwoofers de sistemas de sonido para conciertos profesionales suelen funcionar por debajo de los 100 Hz, ^[2] y los sistemas con certificación THX funcionan por debajo de los 80 Hz. ^[3] Los subwoofers varían en términos del rango de tonos que pueden reproducir, dependiendo de una serie de factores como el tamaño del gabinete y la construcción y el diseño del gabinete y el o los controladores. Las especificaciones de respuesta de frecuencia dependen completamente de la relevancia de un valor de amplitud que lo acompañe: las mediciones tomadas con una tolerancia de amplitud más amplia darán a cualquier altavoz una respuesta de frecuencia más amplia. Por ejemplo, el sistema de subwoofer JBL 4688 TCB, un sistema ahora descontinuado que fue diseñado para salas de cine, tenía una respuesta de frecuencia de 23 a 350 Hz cuando se medía dentro de un límite de 10 decibeles (0 dB a −10 dB) y una respuesta de frecuencia más estrecha de 28 a 120 Hz cuando se medía dentro de un límite de 6 decibeles (±3 dB). ^[55]

Los subwoofers también varían en cuanto a los niveles de presión sonora que pueden alcanzar y los niveles de distorsión que producen en su rango. Algunos subwoofers, como The Abyss de MartinLogan , por ejemplo, pueden reproducir tonos de hasta alrededor de 18 Hz (que es aproximadamente el tono de las notas más bajas que retumban en un enorme órgano de tubos con tubos de graves de 32 pies (9,8 m) de 16 Hz) a 120 Hz (±3 dB). Sin embargo, aunque el subwoofer Abyss puede llegar a 18 Hz, su frecuencia más baja y SPL máximo con un límite de distorsión del 10% es de 35,5 Hz y 79,8 dB a 2 metros. ^[56] Esto significa que una persona que elige un subwoofer debe considerar más que solo el tono más bajo que el subwoofer puede reproducir.

Los "subwoofers activos" incluyen sus propios amplificadores dedicados dentro del gabinete. Algunos también incluyen ecualización ajustable por el usuario que permite aumentar o reducir la salida en frecuencias particulares; estos varían desde un simple interruptor de "aumento" hasta ecualizadores totalmente paramétricos diseñados para una corrección detallada del altavoz y la sala. Algunos de estos sistemas incluso se suministran con un micrófono calibrado para medir la respuesta del subwoofer en la sala, por lo que el ecualizador automático puede corregir la combinación de subwoofer, ubicación del subwoofer y respuesta de la sala para minimizar los efectos de los modos de la sala y mejorar el rendimiento de baja frecuencia.

Los "subwoofers pasivos" tienen un controlador y una caja de subwoofer, pero no incluyen un amplificador. A veces incorporan filtros pasivos internos, con la frecuencia de filtro determinada en la fábrica. Por lo general, se utilizan con amplificadores de potencia de terceros, que toman sus entradas de filtros activos anteriores en la cadena de señal. Los paquetes de cine en casa en una caja (HTIB) económicos a menudo vienen con un gabinete de subwoofer pasivo que se amplifica mediante el amplificador multicanal. Si bien pocos sistemas de cine en casa de alta gama utilizan subwoofers pasivos, este formato sigue siendo popular en la industria del sonido profesional. ^[57]

La ecualización se puede utilizar para ajustar la respuesta en la sala de un sistema de subwoofer. ^[58] Los diseñadores de subwoofers activos a veces incluyen un grado de ecualización correctiva para compensar los problemas de rendimiento conocidos (por ejemplo, una tasa de caída de graves más pronunciada de lo deseado ). Además, muchos amplificadores incluyen un filtro de paso bajo ajustable, que evita que las frecuencias más altas no deseadas lleguen al controlador del subwoofer. Por ejemplo, si los altavoces principales de un oyente se pueden utilizar hasta 80 Hz, entonces el filtro del subwoofer se puede configurar para que el subwoofer solo funcione por debajo de 80 Hz. ^[3] Los filtros típicos implican cierta superposición en los rangos de frecuencia; generalmente se desea un filtro de paso bajo pronunciado de 4.º orden de 24 dB/octava para los subwoofers con el fin de minimizar la región de superposición. La sección de filtro también puede incluir un filtro de paso alto " infrasónico " o "subsónico", que evita que el controlador del subwoofer intente reproducir frecuencias por debajo de sus capacidades seguras. La instalación de un filtro infrasónico es importante en los gabinetes de subwoofers con reflejo de bajos, ya que el diseño del reflejo de bajos tiende a crear el riesgo de una sobreexcursión del cono en tonos inferiores a los de la sintonización del puerto, lo que puede causar distorsión y dañar el controlador del subwoofer. Por ejemplo, en un gabinete de subwoofer con puerto sintonizado a 30 Hz, se puede desear filtrar los tonos inferiores a la frecuencia de sintonización; es decir, frecuencias inferiores a 30 Hz.

Algunos sistemas utilizan ecualización paramétrica en un intento de corregir las irregularidades en la respuesta de frecuencia de la sala. ^[59] La ecualización a menudo no puede lograr una respuesta de frecuencia plana en todas las ubicaciones de escucha, en parte debido a los patrones de resonancia (es decir, ondas estacionarias ) en frecuencias bajas en casi todas las salas. La colocación cuidadosa del subwoofer dentro de la sala también puede ayudar a aplanar la respuesta de frecuencia. ^[60] Múltiples subwoofers pueden lograr una respuesta general más plana, ya que a menudo se pueden organizar para excitar los modos de la sala de manera más uniforme que un solo subwoofer, lo que permite que la ecualización sea más efectiva. ^[61]

Cambiar la fase relativa del subwoofer con respecto a los woofers de otros altavoces puede ayudar o no a minimizar la interferencia acústica destructiva no deseada en la región de frecuencia cubierta tanto por el subwoofer como por los altavoces principales. Puede que no ayude en todas las frecuencias y puede crear más problemas con la respuesta de frecuencia, pero aun así se proporciona generalmente como un ajuste para los amplificadores de subwoofer. ^[62] Los circuitos de control de fase pueden ser un simple interruptor de inversión de polaridad o un circuito continuamente variable más complejo.

Los circuitos de control de fase continuamente variable son comunes en los amplificadores de subwoofer y se pueden encontrar en crossovers y como proyectos electrónicos de bricolaje . ^{[63] [64] [65] [66] [67]} Los controles de fase permiten al oyente cambiar el tiempo de llegada de las ondas de sonido del subwoofer en relación con las mismas frecuencias de los altavoces principales (es decir, en y alrededor del punto de cruce al subwoofer). Se puede lograr un efecto similar con el control de retardo en muchos receptores de cine en casa. El control de fase del subwoofer que se encuentra en muchos amplificadores de subwoofer es en realidad un interruptor de inversión de polaridad. ^[68] Permite a los usuarios invertir la polaridad del subwoofer en relación con la señal de audio que se le está dando. Este tipo de control permite que el subwoofer esté en fase con la señal de fuente o 180 grados fuera de fase.

La fase del subwoofer aún se puede cambiar moviéndolo más cerca o más lejos de la posición de escucha, aunque esto puede no ser siempre práctico.

Algunos subwoofers activos utilizan un mecanismo de retroalimentación servo basado en el movimiento del cono que modifica la señal enviada a la bobina móvil. La señal de retroalimentación servo se deriva de una comparación de la señal de entrada al amplificador con el movimiento real del cono. ^[69] La fuente habitual de la señal de retroalimentación son unas pocas vueltas de bobina móvil unidas al cono o un acelerómetro basado en un microchip colocado en el propio cono. ^{[70] [71]} Una ventaja de un diseño de subwoofer servo bien implementado es la distorsión reducida, lo que permite tamaños de caja más pequeños. ^[72] Las principales desventajas son el costo y la complejidad. ^[73]

Los subwoofers servocontrolados no son lo mismo que los subwoofers ServoDrive de Tom Danley , cuyo mecanismo principal de reproducción de sonido evita la combinación normal de bobina móvil e imán en favor de un servomotor accionado por correa de alta velocidad . ^[74] El diseño ServoDrive aumenta la potencia de salida, reduce la distorsión armónica y prácticamente elimina la compresión de potencia , la pérdida de salida del altavoz que resulta de un aumento en la impedancia de la bobina móvil debido al sobrecalentamiento de la bobina móvil. Esta característica permite un funcionamiento a alta potencia durante períodos de tiempo prolongados. ^{[75] [76] [77]} Intersonics fue nominado para un premio TEC por su diseño de altavoz ServoDrive (SDL) en 1986 y por el modelo Bass Tech 7 en 1990. ^{[78] [79]}

El uso de un subwoofer aumenta la capacidad de graves de los altavoces principales y les permite ser más pequeños sin sacrificar la capacidad de baja frecuencia. Un subwoofer no necesariamente proporciona un rendimiento de graves superior en comparación con los altavoces convencionales de gran tamaño en grabaciones de música ordinarias debido a la típica falta de contenido de frecuencia muy baja en dichas fuentes. Sin embargo, hay grabaciones con un contenido de baja frecuencia sustancial que la mayoría de los altavoces convencionales no están equipados para manejar sin la ayuda de un subwoofer, especialmente a niveles de reproducción altos, como música para órganos de tubos con tubos de graves de 32' (9,75 metros) (16 Hz), bombos muy grandes en grabaciones de orquesta sinfónica y música electrónica con partes de bajos sintetizados extremadamente bajas , como pruebas de bajos o canciones de bajos.

Las frecuencias que son suficientemente bajas no son fácilmente localizables por los humanos, por lo que muchos sistemas de audio estéreo y multicanal cuentan con un solo canal de subwoofer y un solo subwoofer se puede colocar descentrado sin afectar el escenario de sonido percibido, ya que el sonido que produce será difícil de localizar. La intención en un sistema con un subwoofer es a menudo utilizar altavoces principales pequeños (de los cuales hay dos para estéreo y cinco o más para sonido envolvente o pistas de películas) y ocultar el subwoofer en otro lugar (por ejemplo, detrás de un mueble o debajo de una mesa), o aumentar un altavoz existente para evitar que tenga que manejar frecuencias bajas que destruyen el woofer a niveles altos. Este efecto es posible solo si el subwoofer se limita a frecuencias bastante bajas, generalmente se toma como, digamos, 100 Hz y menos; es aún menos posible la localización si se limita a frecuencias máximas aún más bajas. Los límites superiores más altos para el subwoofer (por ejemplo, 125 Hz) se localizan mucho más fácilmente, lo que hace que un solo subwoofer sea poco práctico. Los sistemas de cine en casa suelen utilizar un subwoofer (el "1" en el sonido envolvente 5.1 ). Sin embargo, para "mejorar la distribución de los graves en una sala con varias ubicaciones de asientos y evitar los nulos con una respuesta de graves debilitada, algunos entusiastas del cine en casa utilizan sistemas de sonido envolvente de 5.2, 7.2 o 9.2 canales con dos subwoofers en la misma sala". ^[80]

Algunos usuarios añaden un subwoofer porque desean niveles altos de graves de baja frecuencia, incluso más allá de lo que aparece en la grabación original, como en el caso de los entusiastas de la música house . Por lo tanto, los subwoofers pueden formar parte de un paquete que incluye altavoces satélite, pueden comprarse por separado o pueden estar integrados en el mismo gabinete que un sistema de altavoces convencional. Por ejemplo, algunos altavoces de torre de suelo incluyen un controlador de subwoofer en la parte inferior del mismo gabinete. La separación física del subwoofer y los altavoces satélite no solo permite colocarlos en un lugar discreto, sino que, dado que las frecuencias de subgraves son particularmente sensibles a la ubicación de la habitación (debido a las resonancias de la habitación y los "modos" de reverberación), es probable que la mejor posición para el subwoofer no sea donde se encuentran los altavoces satélite.

Los sistemas de cine en casa de gama alta y los entusiastas también pueden optar por llevar la reproducción de graves de baja frecuencia aún más lejos incorporando dos o más subwoofers externos. ^[81] Tener dos subwoofers colocados alrededor de la habitación garantiza una distribución uniforme de los graves, lo que reduce la localización del subwoofer y presurizando la habitación con notas de baja frecuencia que se pueden sentir, al igual que en los cines. ^[82]

Para lograr la máxima eficiencia y el mejor acoplamiento al volumen de aire de la sala, los subwoofers se pueden colocar en una esquina de la sala, lejos de las aberturas grandes de la sala y más cerca del oyente. Esto es posible porque las frecuencias bajas tienen una longitud de onda larga ; por lo tanto, hay poca diferencia entre la información que llega al oído izquierdo y derecho del oyente, por lo que no se pueden localizar fácilmente. Toda la información de baja frecuencia se envía al subwoofer. Sin embargo, a menos que las pistas de sonido se hayan mezclado cuidadosamente para un solo canal de subwoofer, es posible tener cierta cancelación de frecuencias bajas si la información de graves en el altavoz de un canal está desfasada con respecto a otro.

La disposición de subwoofer/satélite físicamente separado, con pequeños altavoces satélite y un gabinete de subwoofer grande que se puede ocultar detrás de los muebles, se ha popularizado en sistemas de altavoces multimedia como Bose Acoustimass Home Entertainment Systems , Polk Audio RM2008 Series y Klipsch Audio Technologies ProMedia, entre muchos otros. ^{[83] [84]}

Los sistemas HTIB de bajo costo promocionan su integración y simplicidad. Sin embargo, particularmente entre los sistemas HTIB de menor costo y con los boomboxes , la inclusión de un subwoofer puede ser poco más que una técnica de marketing. Es poco probable que un woofer pequeño en un gabinete de plástico compacto de construcción económica tenga un mejor rendimiento de graves que los altavoces convencionales bien diseñados (y generalmente más grandes) en un gabinete de madera contrachapada o MDF. El mero uso del término "subwoofer" no es garantía de un rendimiento de graves bueno o extendido. Muchos subwoofers multimedia podrían denominarse mejor "gabinetes de bajos medios" (60 a 160 Hz), ya que son demasiado pequeños para producir graves profundos en el rango de 30 a 59 Hz. ^[85]

Además, los sistemas mal diseñados suelen dejar todo lo que esté por debajo de los 120 Hz (o incluso por encima) al subwoofer, lo que significa que el subwoofer maneja frecuencias que el oído puede utilizar para la localización de la fuente de sonido, introduciendo así un "efecto de localización" no deseado en el subwoofer. Esto suele deberse a diseños o elecciones deficientes de filtros de cruce (un punto de cruce demasiado alto o una pendiente de cruce insuficiente) utilizados en muchos sistemas informáticos y de cine en casa; la localización también proviene del ruido del puerto ^[86] y de cantidades típicamente grandes de distorsión armónica en el diseño del subwoofer. ^[87] Los subwoofers domésticos que se venden individualmente suelen incluir circuitos de filtros de cruce para ayudar con la integración del subwoofer en un sistema existente.

Los automóviles no son muy adecuados para el sistema de subwoofer "oculto" debido a las limitaciones de espacio en los compartimentos de pasajeros. En la mayoría de los casos, no es posible colocar controladores y cajas tan grandes en las puertas o los tableros, por lo que los subwoofers se instalan en el maletero o en el espacio del asiento trasero. Algunos entusiastas del audio para automóviles compiten para producir niveles de presión sonora muy altos en los confines de la cabina de su vehículo; a veces, niveles de presión sonora peligrosamente altos. Las "guerras de SPL" han llamado mucho la atención sobre los subwoofers en general, pero las competencias subjetivas en calidad de sonido ("SQ") no han ganado una popularidad equivalente. Los automóviles con SPL superior no pueden reproducir música normal, o tal vez ni siquiera conducir normalmente, ya que están diseñados exclusivamente para la competencia. Muchos subwoofers que no son de competencia también son capaces de generar altos niveles en los automóviles debido al pequeño volumen del interior de un automóvil típico. Los niveles de sonido altos pueden causar pérdida de audición y tinnitus si uno está expuesto a ellos durante un período prolongado de tiempo. ^[88]

En la década de 2000, varios fabricantes de audio para automóviles produjeron subwoofers con formas no circulares, incluidos Boston Acoustic, Kicker, Sony, Bazooka y X-Tant. Otros fabricantes importantes de audio para automóviles como Rockford Fosgate no siguieron su ejemplo, ya que las formas no circulares de subwoofer suelen conllevar algún tipo de penalización por distorsión. ^{[89] [90]} En situaciones de espacio de montaje limitado, proporcionan un área de cono mayor y, suponiendo que todas las demás variables sean constantes, una mayor salida máxima. Un factor importante en el argumento "sub cuadrado vs sub redondo" son los efectos del gabinete utilizado. En un gabinete sellado, el desplazamiento máximo está determinado por

${\displaystyle V_{\mathrm {d} }=x_{\mathrm {max} }\times S_{\mathrm {d} }}$

dónde

• ${\displaystyle V_{\mathrm {d} }}$es el volumen de desplazamiento (en m ³ )
• ${\displaystyle x_{\mathrm {máximo}}}$es la cantidad de excursión lineal que el altavoz es mecánicamente capaz de realizar (en m)
• ${\displaystyle S_{\mathrm {d} }}$es el área del cono del subwoofer (en m ² ).

Estos son algunos de los parámetros Thiele/Small que se pueden medir o encontrar con las especificaciones del controlador.

Después de la introducción de Sensurround, los propietarios de salas de cine comenzaron a instalar sistemas de subwoofer permanentes. Dolby Stereo 70 mm Six Track fue un formato de sonido cinematográfico de seis canales introducido en 1976 que utilizaba dos canales de subwoofer para la reproducción estéreo de frecuencias bajas. En 1981, Altec presentó un modelo de subwoofer de cine dedicado sintonizado a alrededor de 20 Hz: el 8182. A partir de 1983, la certificación THX de la experiencia de sonido de cine cuantificó los parámetros de buen audio para ver películas, incluidos los requisitos para los niveles de rendimiento del subwoofer y suficiente aislamiento de los sonidos externos para que el ruido no interfiriera con la experiencia auditiva. ^[91] Esto ayudó a proporcionar pautas para los propietarios de cines múltiples que querían aislar cada cine individual de sus vecinos, incluso cuando los subwoofers más ruidosos dificultaban el aislamiento. A principios de la década de 1990, aparecieron modelos específicos de subwoofer de cine de JBL , Electro-Voice , Eastern Acoustic Works , Kintek, Meyer Sound Laboratories y BGW Systems . En 1992, el formato de sonido cinematográfico de seis canales de Dolby Digital incorporó un único canal LFE, el "punto uno" en los sistemas de sonido envolvente 5.1.

Tom Horral, un acústico de Boston, atribuye las quejas sobre el volumen excesivo de las películas modernas a los subwoofers. Dice que antes de que los subwoofers hicieran posible tener graves fuertes y relativamente sin distorsión, los niveles de sonido de las películas estaban limitados por la distorsión en sistemas menos capaces a baja frecuencia y niveles altos. ^[92]

Los subwoofers de audio profesionales que se utilizan en conciertos de rock en estadios, actuaciones de DJ en salas de música de baile (por ejemplo, música electrónica de baile ) y eventos similares deben ser capaces de ofrecer niveles de salida de graves muy altos, a frecuencias muy bajas y con poca distorsión. Esto se refleja en la atención que se ha prestado en el diseño en la década de 2010 a las aplicaciones de subwoofer para refuerzo de sonido, sistemas de megafonía , sistemas de clubes de baile y sistemas de conciertos. Cerwin-Vega afirma que cuando se añade un gabinete de subwoofer a un sistema de altavoces de rango completo existente, esto es ventajoso, ya que mueve las "... frecuencias más bajas de los altavoces PA principales [de rango completo]", por lo que "...elimina una gran cantidad del trabajo excesivo que su caja superior principal [de rango completo] estaba tratando de reproducir. Como resultado, sus gabinetes principales [de rango completo] funcionarán de manera más eficiente y a volúmenes más altos". ^[93] Un argumento diferente para agregar gabinetes de subwoofer es que pueden aumentar el "nivel de claridad" y la "volumen percibido" de un sistema de PA en general, incluso si el SPL no aumenta realmente. ^[94] Sound on Sound afirma que agregar un gabinete de subwoofer a un sistema de rango completo reducirá la "excursión del cono", lo que reducirá la distorsión y dará como resultado un sonido general más limpio. ^[95]

Las aplicaciones para el consumidor (como el uso doméstico) son considerablemente menos exigentes debido a un espacio de escucha mucho más pequeño y niveles de reproducción más bajos. Los subwoofers son ahora casi universales en aplicaciones de sonido profesional, como el sonido de conciertos en vivo, iglesias, clubes nocturnos y parques temáticos. Las salas de cine certificadas según el estándar THX para reproducción siempre incluyen subwoofers de alta capacidad. Algunas aplicaciones profesionales requieren subwoofers diseñados para niveles de sonido muy altos, utilizando múltiples controladores de 12, 15, 18 o 21 pulgadas (30 cm, 40 cm, 45 cm, 53 cm respectivamente). Ocasionalmente se utilizan controladores tan pequeños como de 10 pulgadas (25 cm), generalmente en recintos con bocina.

La cantidad de cajas de subwoofer utilizadas en un concierto depende de varios factores, incluido el tamaño del lugar, si es interior o exterior, la cantidad de contenido de baja frecuencia en el sonido de la banda, el volumen deseado del concierto y el diseño y la construcción de las cajas (por ejemplo, de radiación directa frente a carga de bocina). Una pequeña cafetería puede necesitar solo una caja de subwoofer de 10 pulgadas para aumentar los graves proporcionados por los altavoces de rango completo. Un bar pequeño puede utilizar una o dos cajas de subwoofer de 15 pulgadas (40 cm) de radiación directa. Una gran discoteca puede tener una fila de cuatro o cinco cajas de subwoofer gemelas de 18 pulgadas (45 cm), o más. En los estadios más grandes, puede haber una gran cantidad de cajas de subwoofer. Por ejemplo, la gira U2 360° Tour de 2009-2010 utilizó 24 subwoofers Clair Brothers BT-218 (una caja doble de 18 pulgadas (45 cm)) alrededor del perímetro del escenario circular central y 72 subwoofers cardioides S4 patentados de Clair Brothers colocados debajo del escenario "B" en forma de anillo que rodea el escenario principal central. ^{[96] [97]}

Los altavoces principales pueden colgarse del techo de un recinto mediante polipastos de cadena, y en muchos recintos de altavoces profesionales se han incorporado "puntos de suspensión" (es decir, puntos de sujeción). Los subwoofers pueden colgarse o apilarse en el suelo cerca del escenario. Una de las razones por las que los subwoofers pueden instalarse en el suelo es que la instalación en el suelo puede aumentar el rendimiento de los graves, especialmente si el subwoofer se coloca en la esquina de una sala (por el contrario, si el recinto del subwoofer se percibe como demasiado ruidoso, se pueden considerar alternativas a la instalación en el suelo o en una esquina). Puede haber más de 50 recintos de 18 pulgadas (45 cm) dobles en un sistema típico de conciertos de rock. Del mismo modo que los recintos de subwoofers de consumo pueden estar hechos de tableros de fibra de densidad media (MDF), tableros de virutas orientadas (OSB), madera contrachapada , plástico u otro material denso, los recintos de subwoofers profesionales pueden construirse con los mismos materiales. ^{[98] [99]} El MDF se utiliza comúnmente para construir subwoofers para instalaciones permanentes, ya que su densidad es relativamente alta y la impermeabilización no es un problema. Otros subwoofers de instalación permanente han utilizado madera contrachapada muy gruesa: el Altec 8182 (1981) utilizó madera contrachapada de roble de 7 capas de 28 mm con revestimiento de abedul. ^[100] Los subwoofers de gira se construyen típicamente a partir de madera contrachapada de abedul báltico ( Betula pendula o Betula pubescens ) sin huecos de 18 a 20 mm de espesor de Finlandia, Estonia o Rusia; este contrachapado proporciona una mayor resistencia para los recintos que se transportan con frecuencia. ^{[101] El abedul báltico, que no es naturalmente resistente a la intemperie, se recubre con alfombra, pintura espesa o} revestimiento de caja de camión en aerosol para dar a los recintos del subwoofer una mayor durabilidad. ^{[102] [103]}

Los gabinetes de subwoofers de gira generalmente están diseñados con características que facilitan el movimiento del gabinete (por ejemplo, ruedas, un asa de "barra de toalla" y asas empotradas), una rejilla protectora para el altavoz (en gabinetes de estilo de radiación directa), protección de metal o plástico para los gabinetes para proteger el acabado mientras los gabinetes se deslizan uno sobre otro y hardware para facilitar el apilamiento de los gabinetes (por ejemplo, esquinas entrelazadas) y para "volar" los gabinetes desde el aparejo del escenario. En la década de 2000, muchos subwoofers de tamaño pequeño a mediano diseñados para el uso de sonido en vivo de bandas y aplicaciones de DJ son "subwoofers activos"; es decir, tienen un amplificador de potencia integrado . Estos modelos generalmente tienen un crossover incorporado. Algunos modelos tienen un orificio reforzado con metal en el que se puede montar un poste de altavoz para elevar gabinetes de rango de frecuencia completo.

En el diseño de sistemas de sonido para conciertos profesionales, los subwoofers se pueden incorporar sin problemas con los altavoces principales en un sistema estéreo o mono de rango completo mediante el uso de un crossover activo . El ingeniero de audio normalmente ajusta el punto de frecuencia en el que los sonidos de frecuencia más baja se enrutan a los altavoces del subwoofer, y los sonidos de frecuencia media y más alta se envían a los altavoces de rango completo. Un sistema de este tipo recibe su señal del bus de mezcla principal de la consola de mezcla mono o estéreo y amplifica todas las frecuencias juntas en el balance deseado. Si el sistema de sonido principal es estéreo, los subwoofers también pueden estar en estéreo. De lo contrario, se puede derivar un canal de subwoofer mono dentro del crossover a partir de una mezcla estéreo, según la marca y el modelo del crossover. Si bien los fabricantes de gabinetes de subwoofer de la era 2010 sugieren colocar subwoofers a ambos lados de un escenario (como lo implica la inclusión de copas de poste para los gabinetes de PA de rango completo), Dave Purton argumenta que para los conciertos en clubes, tener dos gabinetes de subwoofer a cada lado de un escenario provocará brechas en la cobertura de graves en el lugar; Afirma que al juntar los dos gabinetes de subwoofer se creará un tono de subgraves omnidireccional más uniforme. ^[95]

En lugar de incorporarse a un sistema de rango completo, los subwoofers de concierto pueden recibir su propia señal desde un bus de mezcla independiente en la consola de mezcla; a menudo se utiliza uno de los envíos auxiliares ("aux" o "auxes"). Esta configuración se denomina "subwoofers con alimentación auxiliar" y se ha observado que reduce significativamente la "turbiedad" de baja frecuencia que puede acumularse en un sistema de sonido de concierto que tiene en el escenario una serie de micrófonos que captan frecuencias bajas y tienen diferentes relaciones de fase de esas frecuencias bajas. ^[2] El método de subwoofers con alimentación auxiliar reduce en gran medida la cantidad de fuentes que alimentan los subwoofers para incluir solo aquellos instrumentos que tienen la información de baja frecuencia deseada; fuentes como bombo , bajo , samplers e instrumentos de teclado . Esto simplifica la señal enviada a los subwoofers y permite una mayor claridad y pegada en los bajos. ^[104] Los subwoofers con alimentación auxiliar pueden incluso ser estéreo, si se desea, utilizando dos buses de mezcla auxiliares.

Para mantener el sonido de baja frecuencia enfocado en el área de la audiencia y no en el escenario, y para evitar que las frecuencias bajas molesten a las personas fuera del espacio del evento, se han desarrollado diversas técnicas en el sonido de conciertos para convertir la radiación omnidireccional natural de los subwoofers en un patrón más direccional. Varios ejemplos de aplicaciones de sistemas de refuerzo de sonido en los que los ingenieros de sonido buscan proporcionar un sonido de graves más direccional son: festivales de música , que a menudo tienen varias bandas tocando al mismo tiempo en diferentes escenarios; grandes raves o eventos EDM , donde hay varios DJ tocando al mismo tiempo en diferentes salas o escenarios; y multicines , en los que se proyectan muchas películas simultáneamente en auditorios que comparten paredes comunes. Estas técnicas incluyen: configurar subwoofers en una matriz vertical; usar combinaciones de retardo e inversión de polaridad; y configurar un sistema sombreado por retardo. Con un patrón de dispersión cardioide, se pueden colocar dos subwoofers de disparo final uno frente al otro. El recinto más cercano al oyente se retrasa unos pocos milisegundos. El segundo subwoofer se retrasa una cantidad precisa que corresponde al tiempo que tarda el sonido en recorrer la distancia entre las rejillas de los altavoces.

Apilar o montar los subwoofers en un arreglo vertical enfoca las frecuencias bajas hacia adelante en mayor o menor medida dependiendo de la longitud física del arreglo. Los arreglos más largos tienen un efecto más direccional en frecuencias más bajas. La direccionalidad es más pronunciada en la dimensión vertical, lo que produce un patrón de radiación que es amplio pero no alto. Esto ayuda a reducir la cantidad de sonido de baja frecuencia que rebota en el techo en interiores y ayuda a mitigar las quejas por ruido externo en exteriores.

Otro patrón de matriz de subwoofer cardioide se puede utilizar horizontalmente, uno que requiere pocos canales de procesamiento y ningún cambio en el espacio físico requerido. Este método a menudo se llama "matriz de subwoofer cardioide" o "CSA" ^[105] a pesar de que el patrón de todos los métodos de subwoofer direccional es cardioide. El método CSA invierte la orientación del gabinete e invierte la polaridad de uno de cada tres subwoofers en el frente del escenario, y retrasa esos gabinetes para la cancelación máxima de la frecuencia objetivo en el escenario. La inversión de polaridad se puede implementar electrónicamente, invirtiendo la polaridad del cableado o posicionando físicamente el gabinete para que mire hacia atrás. Este método reduce la salida hacia adelante en relación con una matriz de subwoofers compacta y de frente plano, pero puede resolver problemas de energía de baja frecuencia no deseada que ingresa a los micrófonos en el escenario. En comparación con la matriz de disparo final, este método tiene menos energía en el eje pero un control de patrón más uniforme en toda la audiencia y una cancelación más predecible hacia atrás. El efecto abarca un rango de un poco más de una octava. ^[105]

Un segundo método de matriz de retardo trasero combina la topología de disparo final con inversión de polaridad, utilizando dos subwoofers ubicados de adelante hacia atrás, los controladores separados por un cuarto de longitud de onda, el gabinete trasero invertido en polaridad y retrasado por unos pocos milisegundos para una cancelación máxima en el escenario de la frecuencia objetivo. ^[106] Este método tiene la menor potencia de salida dirigida hacia la audiencia, en comparación con otros métodos direccionales.

El método de subwoofer de disparo final, también llamado "arreglos dirigidos hacia adelante", ^[107] coloca los controladores de subwoofer coaxialmente en una o más filas, utilizando interferencia destructiva para reducir las emisiones a los lados y la parte trasera. Esto se puede hacer con cajas de subwoofer separadas ubicadas de adelante hacia atrás con un espaciamiento entre ellas de un cuarto de la longitud de onda de la frecuencia objetivo, la frecuencia que menos se desea en el escenario o más deseada por el público. Cada fila se retrasa más allá de la primera fila por una cantidad relacionada con la velocidad del sonido en el aire; el retraso es típicamente de unos pocos milisegundos. El tiempo de llegada de la energía del sonido de todos los subwoofers es casi simultáneo desde la perspectiva del público, pero se cancela en gran medida detrás de los subwoofers debido a los tiempos de llegada de onda de sonido desfasados. La direccionalidad de la frecuencia objetivo puede lograr una atenuación trasera de hasta 25 dB, y el sonido hacia adelante se suma coherentemente en línea con los subwoofers. ^[108] La técnica posicional de los subwoofers de disparo final comenzó a usarse ampliamente en el sonido de conciertos en vivo europeos en 2006. ^[109]

El sistema de disparo final sacrifica unos pocos decibeles de potencia de salida a cambio de direccionalidad, por lo que requiere más cajas para la misma potencia de salida que un sistema de cajas compacto y de frente plano. En 2007, se utilizaron dieciséis cajas en cuatro filas en uno de los escenarios del Ultra Music Festival para reducir la interferencia de baja frecuencia en los escenarios vecinos. ^[110] Debido al tamaño físico del sistema de disparo final, pocas salas de conciertos pueden implementarlo. El patrón de salida sufre de filtrado de peine fuera del eje, pero se puede moldear aún más ajustando la respuesta de frecuencia de cada fila de subwoofers. ^[107]

Una larga fila de subwoofers colocados horizontalmente a lo largo del borde frontal del escenario puede retrasarse de modo que los subwoofers centrales se activen varios milisegundos antes que los que los flanquean, que se activan varios milisegundos antes que sus vecinos, y así sucesivamente hasta que se alcancen los últimos subwoofers en los extremos exteriores de la fila de subwoofers ( formación de haces ). Este método ayuda a contrarrestar el estrechamiento extremo del patrón de dispersión horizontal que se observa con una matriz de subwoofers horizontales. Este sombreado de retardo se puede utilizar para remodelar virtualmente una matriz de altavoces. ^[111]

Algunos diseños de gabinetes de subwoofer se basan en controladores orientados hacia los lados o hacia atrás para lograr un grado de direccionalidad. ^{[112] [113]} Los controladores de disparo final se pueden colocar dentro de un solo gabinete que alberga más de un controlador. ^[114]

Algunos gabinetes de graves menos utilizados son variantes del rango normal del gabinete del subwoofer, como el gabinete de medios graves (60-160 Hz) y el subwoofer infrasónico (muy bajo) (por debajo de 30 Hz).

Los subwoofers de carga frontal tienen uno o más altavoces de subwoofer en un gabinete, generalmente con una rejilla para proteger los altavoces. En la práctica, muchos gabinetes de subwoofer de carga frontal tienen un respiradero o puerto en el gabinete del altavoz, creando así un recinto de reflejo de bajos . Si bien un puerto o respiradero de reflejo de bajos crea un retraso de fase adicional, agrega SPL, que a menudo es un factor clave en aplicaciones de sistemas de refuerzo de sonido y PA. Como tal, los gabinetes de subwoofer de disparo frontal sin ventilación son poco comunes en aplicaciones de audio profesional.

Los subwoofers con bocina tienen un altavoz de subgraves que tiene un conducto que sigue al altavoz. Para ahorrar espacio, el conducto suele estar plegado, de modo que quepa en un gabinete tipo caja. Cerwin-Vega afirma que sus gabinetes de subwoofer con bocina plegada, "... en promedio, producen 6  dB más de salida a 1 vatio que una caja ventilada doble de 18 [pulgadas]", lo que da "cuatro veces la salida con la mitad del número de controladores". ^[93] El Cerwin-Vega JE-36C tiene una cámara de bocina plegada de cinco pies de largo en el gabinete de madera. ^[93]

Los subwoofers de múltiples canales tienen dos o más altavoces de subwoofer que alimentan la garganta de una sola bocina. Esto aumenta el SPL del subwoofer, a costa de una mayor distorsión. EV tiene un gabinete de altavoces de múltiples canales en el que se montan cuatro controladores tan cerca como sea posible. Este es un diseño diferente al enfoque de "varios controladores en una garganta". Un ejemplo inusual de diseño de subwoofer de múltiples canales es el enfoque de Thomas Mundorf (TM) de tener cuatro subwoofers uno frente al otro y ubicados cerca uno del otro, que se usa para espectáculos de teatro en círculo , donde el público rodea a los artistas en un gran círculo (por ejemplo, Metallica ha usado esto en algunos conciertos). El enfoque TM produce un sonido de graves omnidireccional. ^[115] Cerwin-Vega define un gabinete de múltiples canales como uno en el que "... el controlador está orientado hacia una cavidad con puerto sintonizado. Se escucha el sonido directamente desde la parte posterior del controlador además del sonido que emana del puerto. Este tipo de diseño de gabinete extiende la capacidad de frecuencia del controlador a un nivel más bajo del que reproduciría por sí solo". ^[93]

Los subwoofers de paso de banda tienen un gabinete sellado dentro de otro gabinete, y el gabinete "exterior" generalmente tiene un respiradero o puerto.

En casos excepcionales, los bajistas eléctricos y los bajistas de sintetizador también utilizan cajas de subwoofer para amplificar instrumentos graves . Para la mayoría de las bandas y la mayoría de los lugares pequeños a medianos (por ejemplo, clubes nocturnos y bares), las cajas de altavoces de bajo estándar o los amplificadores de teclado proporcionarán niveles de presión sonora suficientes para la monitorización en el escenario. Dado que un bajo eléctrico normal tiene una "E" baja (41 Hz) como su nota más baja, la mayoría de las cajas de bajos estándar solo están diseñadas con un rango que llega hasta aproximadamente 40 Hz. Sin embargo, en algunos casos, los intérpretes desean tener una respuesta de subgraves extendida que no está disponible en las cajas de altavoces de instrumentos estándar, por lo que utilizan cajas de subwoofer. Así como algunos guitarristas eléctricos agregan enormes pilas de cajas de guitarra principalmente para espectáculos, algunos bajistas agregarán inmensas cajas de subwoofer con woofers de 18 pulgadas principalmente para espectáculos, y las cajas de subwoofer de extensión se operarán a un volumen más bajo que las cajas de bajos principales.

Entre los bajistas que pueden utilizar cajas de subgraves se encuentran los intérpretes que tocan con bajos de rango extendido que incluyen una cuerda "B" grave (aproximadamente 31 Hz), los bajistas que tocan en estilos donde una respuesta de subgraves muy potente es una parte importante del sonido (por ejemplo, funk, música latina, gospel, R & B, etc.) y/o los bajistas que actúan en recintos del tamaño de un estadio o grandes recintos al aire libre. Entre los teclistas que utilizan subgraves para la monitorización en el escenario se encuentran los organistas eléctricos que utilizan teclados de pedales de bajo (que llegan a un "C" grave, que es de aproximadamente 33 Hz) y los bajistas sintetizadores que tocan partes de subgraves retumbantes que llegan a los 18 Hz. De todos los instrumentos de teclado que se amplifican en el escenario, los sintetizadores pueden producir algunos de los tonos más bajos, porque a diferencia de un piano eléctrico tradicional o un órgano eléctrico, que tienen como notas más bajas un "A" grave y un "C" grave, respectivamente, un sintetizador no tiene una octava más baja fija. Un sintetizador puede agregar octavas más bajas a un parche presionando un botón de "octava abajo", lo que puede producir tonos que están en los límites de la audición humana.

Varios fabricantes de subwoofers para sonido de concierto sugieren que sus subwoofers se pueden utilizar para la amplificación de instrumentos graves. Meyer Sound sugiere que su subwoofer 650-R2 Concert Series, un recinto de 14 pies cuadrados (1,3 m ² ) con dos controladores de 18 pulgadas (45 cm), se puede utilizar para la amplificación de instrumentos graves. ^[116] Si bien a los intérpretes que utilizan subwoofers de sonido de concierto para la monitorización en el escenario puede gustarles el potente sonido de subgraves que obtienen en el escenario, los ingenieros de sonido pueden encontrar problemático el uso de subwoofers grandes (por ejemplo, dos controladores de 18 pulgadas (45 cm)) para la monitorización de instrumentos en el escenario, porque puede interferir con el sonido de subgraves "Front of House".

Dado que los graves infrasónicos se sienten, los subgraves se pueden aumentar utilizando transductores táctiles . A diferencia de un controlador de subwoofer típico, que produce vibraciones audibles, los transductores táctiles producen vibraciones de baja frecuencia que están diseñadas para ser sentidas por personas que tocan el transductor o indirectamente a través de un mueble o un piso de madera. Los transductores táctiles han surgido recientemente como una clase de dispositivo, llamados de diversas formas "agitadores de bajos", "agitadores de trasero" y "agitadores de trono". Se fijan a un asiento, por ejemplo, un taburete de baterista ("trono") o una silla de jugador, un asiento de automóvil o un asiento de cine en casa, y las vibraciones del controlador se transmiten al cuerpo y luego al oído de una manera similar a la conducción ósea . ^{[117] [118]} Se conectan a un amplificador como un subwoofer normal. Se pueden fijar a una superficie plana grande (por ejemplo, un piso o una plataforma) para crear una gran área de conducción de baja frecuencia, aunque la transmisión de bajas frecuencias a través de los pies no es tan eficiente como a través del asiento. ^[119]

La ventaja de los transductores táctiles utilizados para las frecuencias bajas es que permiten un entorno de escucha que no está lleno de ondas sonoras de baja frecuencia en el aire. Esto ayuda al baterista de una banda de música rock a controlar su interpretación de bombo sin llenar el escenario con un sonido potente y fuerte de baja frecuencia proveniente de un monitor de subwoofer de 15 pulgadas (40 cm) y un amplificador, que puede "filtrarse" a otros micrófonos de batería y reducir la calidad de la mezcla de sonido. Al no tener un monitor de subwoofer grande y potente, un agitador de bajos también permite al baterista reducir los niveles de presión sonora a los que está expuesto durante una actuación, lo que reduce el riesgo de daños auditivos. Para el uso en cine en casa o videojuegos , los agitadores de bajos ayudan al usuario a evitar molestar a otras personas en apartamentos o habitaciones cercanas, porque incluso los efectos de sonido potentes, como los sonidos de explosión en un videojuego de guerra o el estruendo simulado de un terremoto en una película de aventuras, no serán escuchados por los demás. Sin embargo, algunos críticos sostienen que las vibraciones percibidas están desconectadas de la experiencia auditiva y afirman que la música es menos satisfactoria con el "sacudidor de trasero" que los efectos de sonido. Asimismo, los críticos han afirmado que el propio agitador de bajos puede vibrar durante los efectos de sonido fuertes, lo que puede distraer al oyente. ^[120]

Con diferentes medidas en las que basar las afirmaciones, se ha dicho que varios subwoofers son los más grandes, los más ruidosos o los más bajos del mundo.

El Matterhorn es un modelo de subwoofer completado en marzo de 2007 por Danley Sound Labs en Gainesville, Georgia, después de una solicitud del ejército estadounidense de un altavoz que pudiera proyectar ondas infrasónicas a distancia. El Matterhorn fue diseñado para reproducir una onda sinusoidal continua de 15 a 20 Hz y generar 94 dB a una distancia de 250 metros (820 pies), y más de 140 dB para la reproducción de música medida en la boca del cuerno. ^[121] Puede generar un tono de onda sinusoidal constante de 15 Hz a 140 dB durante las 24 horas del día, los siete días de la semana con una distorsión armónica extremadamente baja. El subwoofer tiene una respuesta de frecuencia plana de 15 a 80 Hz, y baja 3 dB a 12 Hz. ^[122] Fue construido dentro de un contenedor intermodal de 20 pies (6,1 m) de largo y 8 por 8 pies (2,4 m × 2,4 m) cuadrados. ^[123] Las puertas del contenedor se abren para revelar una bocina accionada por 40 parlantes MTX de 15 pulgadas (40 cm) de largo alcance, cada uno alimentado por su propio amplificador de 1000 vatios. ^{[124] [125]} El fabricante afirma que se utilizaron 53 láminas de madera contrachapada de 13 capas de 18 mm y 4 pies por 8 pies (1,2 m × 2,4 m) en su construcción, ^[124] aunque uno de los fabricantes escribió que se utilizaron láminas de 26 capas de doble espesor para mayor comodidad. ^{[ cita requerida ]}

Un generador diésel se aloja dentro del recinto para suministrar electricidad cuando no hay energía externa disponible. ^[123] En la convención anual de la Asociación Nacional de Contratistas de Sistemas (NSCA) en marzo de 2007, se le prohibió al Matterhorn hacer demostraciones ruidosas de su potencia debido a las preocupaciones por dañar el edificio del Centro de Convenciones del Condado de Orange . ^[121] En cambio, utilizando solo un circuito eléctrico de 20 amperios por seguridad, se permitió a los visitantes entrar en la bocina del subwoofer para un "masaje acústico" mientras el Matterhorn con potencia fraccionada reproducía ondas de bajo nivel de 10 a 15 Hz. ^{[ cita requerida ]}

Otro subwoofer que se dice que es el más grande del mundo es una instalación personalizada en Italia hecha por Royal Device principalmente de ladrillos, hormigón y material insonorizante ^[52] que consiste en dos subwoofers empotrados en la base de una sala de escucha. ^[126] Los subwoofers cargados con bocina tienen cada uno una boca de suelo de 2,2 metros cuadrados (24 pies cuadrados) y una longitud de bocina de 9,5 metros (31 pies), en una cavidad a 1 metro (3 pies 3 pulgadas) debajo del suelo de la sala de escucha. Cada subwoofer está impulsado por ocho controladores de subwoofer de 18 pulgadas con bobinas móviles de 100 milímetros (3,9 pulgadas). Los diseñadores afirman que las bocas de suelo de las bocinas están cargadas acústicamente adicionalmente por una expansión de bocina de madera vertical y el techo de la sala para crear una onda de "máxima potencia" de 10 Hz en la posición de escucha.

Un solo controlador de subwoofer de 60 pulgadas (1500 mm) de diámetro fue diseñado por Richard Clark y David Navone con la ayuda de Eugene Patronis del Instituto de Tecnología de Georgia . El controlador estaba destinado a romper récords de nivel de presión sonora cuando se montaba en un vehículo de carretera, calculado para poder alcanzar más de 180 dBSPL. Fue construido en 1997, impulsado por motores de CC conectados a un cigüeñal rotatorio de forma similar a un motor de pistón . El diámetro del cono era de 54 pulgadas (1400 mm) y se mantenía en su lugar con un borde de 3 pulgadas (76 mm). Con una carrera de pico a pico de 6 pulgadas (150 mm), creaba un desplazamiento de aire unidireccional de 6871 pulgadas cúbicas (112 600 cm ³ ). ^[127] Era capaz de generar ondas sinusoidales de 5 a 20 Hz a varias velocidades del motor de CC, no como respuesta a la señal de audio, no podía reproducir música. El conductor estaba montado en un vehículo de pasajeros propiedad de Tim Maynor, pero era demasiado potente para la cantidad de refuerzo aplicado y dañó el vehículo. ^[127] Loyd Ivey de MTX ayudó a financiar el proyecto y el conductor fue llamado MTX "Thunder 1000000" (un millón). ^{[ cita requerida ]}

El vehículo, que todavía no estaba terminado, participó en un concurso de la SPL en 1997, en el que se presentó una queja contra el control informático del motor de corriente continua. En lugar de utilizar el controlador, se tocaron dos cables con la esperanza de que la velocidad del motor se ajustara correctamente. El eje de transmisión se rompió después de una carrera positiva, lo que creó una onda de presión interior de 162 dB. El Concept Design de 60 pulgadas no se mostró en público después de 1998. ^[128]

El subwoofer de producción más pesado destinado a su uso en automóviles es el MTX Jackhammer de MTX Audio , que cuenta con un cono de 22 pulgadas (560 mm) de diámetro. Se sabe que el Jackhammer recibe más de 6000 vatios enviados a una bobina móvil doble que se mueve dentro de un imán de ferrita de estroncio de 900 onzas (26 kg). El Jackhammer pesa 369 libras (167 kg) y tiene un disipador de calor de aluminio . ^[129] El Jackhammer ha aparecido en el reality show Pimp My Ride . ^{[ cita requerida ]}

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