Recinto acústico reflector de bajos
Hermann von Helmholtz descubrió en 1860 que el aire encerrado en una cavidad provista de una ventana resonaba a una única frecuencia y que esta se hacía más grave si se acoplaba un túnel a la ventana.
Posteriormente, el físico británico John William Strutt (Lord Rayleigh), demostró que la columna oscilante de aire es en realidad algo más larga que la longitud del túnel y viene dada por la fórmula:
Cuando la frecuencia baja por debajo de la de resonancia del resonador, la caja tiende a comportarse como si fuera abierta apareciendo la radiación trasera del altavoz por la ventana, lo que anula la radiación delantera por el cortocircuito acústico, aumenta la distorsión y deja el altavoz sin amortiguar, lo que puede provocar daños en el mismo por un excesivo desplazamiento de la membrana.
Para evitar que la caja reciba frecuencias más bajas que la de resonancia, es importante la utilización de un filtro paso bajo.
Puede utilizarse un filtro pasivo, a base de bobinas y condensadores, pero estos tienen muchas pérdidas, introducen distorsiones y es difícil hacerlos con un corte abrupto, que sería lo deseable para no filtrar frecuencias adyacentes, por tanto lo ideal son los filtros activos de 24 dB por octava o más.
Muchos de los filtros electrónicos para multi amplificación (crossover), que se comercializan desde los años 90, traen incorporado este tipo de filtro paso alto, generalmente con la denominación "low cut".
Otro factor a tener en cuenta cuando se calcula una caja reflectora de bajos, es que la resonancia de la caja no puede ser inferior a la resonancia eléctrica del altavoz al aire libre.
Para la elección del altavoz que montaremos en una caja reflectora de graves, debe cumplirse:
Donde: NPS = Nivel de Presión Sonora máximo en dB que se quiere obtener a 1 m
= Rendimiento del altavoz en dB a 1 W y 1 m P = Potencia máxima de funcionamiento continuado del altavoz en W
Se puede usar más de un altavoz, lo que aumenta el rendimiento del conjunto en 3 dB por cada altavoz añadido, aunque esto empeora la directividad y reduce la frecuencia máxima de funcionamiento.
Esta información la suelen suministrar los fabricantes de altavoces como Sd (Effective Surface Area).
Si la ventana se hace más pequeña y se aumenta la longitud del túnel, se producirán una mayor velocidad del aire y se producirán remolinos que irán cerrando el túnel junto con el mayor rozamiento del aire, lo que hará que la caja tienda a comportarse como una caja infinita, reduciendo por tanto el rendimiento.
Donde L = Longitud del túnel en m c = Velocidad de propagación del sonido en el aire en m/s f = Frecuencia de resonancia en Hz El volumen necesario para el resonador se puede calcular con la fórmula:
