En este post se detallan las implicancias del tamaño del gabinete para la reproducción de frecuencias bajas. Se intenta demostrar con el uso de leyes físicas que la respuesta en frecuencia y temporal de un gabinete pequeño nunca puede ser mejor que la de un gabinete de mayor tamaño para bajas frecuencias. Como simplificación, se va a analizar únicamente los gabinetes cerrados.
Principalmente, es necesario comprender que un volumen de aire encerrado dentro de un gabinete funciona como un resorte.
Como se explico en el post Sd vs Xmax, la presión sonora generada a cierta frecuencia y distancia es proporcional al volumen de aire desplazado. En un gabinete cerrado, cuando el parlante se desplaza el volumen interno se modifica. Esto genera una compresión del aire en el interior y este funciona como un resorte. El problema es que a medida que el aire es comprimido, la fuerza necesaria para continuar comprimiendolo crece. Este fenómeno no lineal se puede apreciar en la Figura 1. Esto se conoce como la ley de Boyle-Mariotte.
En gabinetes grandes, el volumen interno es mayor por lo que la compresión interna debido al desplazamiento de aire es proporcionalmente menor que en un gabinete pequeño. Esto se traduce a una menor distorsión en frecuencias bajas debido a que el comportamiento no lineal tiene menor influencia.
Por otro lado, la fuerza que necesita el parlante para comprimir el volumen de aire no es la misma que necesita para moverse en el otro sentido, por lo que las fuerzas de restauración también son distintas. Por lo tanto, las fuerzas no lineales del resorte neumático varían no solo con el grado de desplazamiento (ley de Boyle-Mariotte), sino también con la dirección del desplazamiento.
Si se mira la respuesta en frecuencia de un gabinete cerrado, se ve que debajo de la frecuencia de resonancia del sistema, la respuesta comienza a caer. Como se explicó en el post anterior, este parámetro depende del volumen del gabinete y la frecuencia de resonancia del parlante al aire libre. A su vez, la frecuencia de resonancia depende de la rigidez de la suspensión, la masa del cono y la bobina y la rigidez del resorte formado por el aire dentro gabinete. Cuanto menor es el volumen de aire encerrado, más rígido es el resorte y más alta es la frecuencia de resonancia. Por este motivo, cuanto más chico es el gabinete, más alta será la frecuencia de corte inferior del sistema.
En la Figura 2 y 3 se puede comparar la respuesta en frecuencia y la curva de impedancia de un gabinete de 14 litros (curva azul) y uno de 43 litros (curva roja) con un parlante B&C 15BG100-8. Se observa que el gabinete de mayor volumen, tiene una respuesta más extensa en baja frecuencia y un Q menor que el gabinete más pequeño. En la curva de impedancia, se puede ver la diferencia en cuanto a la frecuencia de resonancia del sistema.
Fig 2. Respuesta en frecuencia 
Fig 3. Respuesta en frecuencia
Existen varias técnicas para extender la respuesta en baja frecuencia en gabinetes medianos, como por ejemplo el uso de gabinetes ventilados. Estos diseños son efectivos para extender la respuesta en baja frecuencia conservando el tamaño a costa de degradar la respuesta temporal del sistema, lo que puede enmascarar detalles musicales en esa región del espectro.
Ing. Francisco Maiocchi
Departamento de Ingeniería – Equaphon