Conocimientos básicos

🎧 Conocimientos básicos de diseño acústico

🔹 Frecuencia de resonancia del altavoz (Fs)

La frecuencia de resonancia (Fs) de un altavoz es la frecuencia natural a la que el conjunto móvil (cono, suspensión, bobina y aire frontal) tiende a vibrar libremente cuando no está montado en ningún recinto.
En otras palabras, es la frecuencia a la cual el altavoz resuena por sí solo, sin necesidad de una señal eléctrica sostenida.
Un modo simple de percibirla es dar un pequeño golpecito al cono: el sonido que se escucha (grave y breve) corresponde aproximadamente a su Fs.

Esta frecuencia depende de dos factores principales:

1. Masa móvil (Mms): cuanto mayor es la masa del cono y la bobina, menor será la frecuencia de resonancia.

2. Elasticidad de la suspensión (Cms): cuanto más rígida es la suspensión, mayor será la frecuencia de resonancia.

Por tanto:

$$Fs \propto \sqrt{\frac{rigidez}{masa}}$$

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🔹 Influencia del recinto acústico

Cuando el altavoz se monta en una caja, el aire dentro del recinto modifica el comportamiento mecánico del sistema, alterando su frecuencia de resonancia.
La frecuencia de resonancia dentro del recinto se denomina Fb (frecuencia de sintonía o “box tuning”).

Existen dos configuraciones principales que ilustran cómo el recinto afecta al sistema:

🧱 Caja cerrada (Closed Box)

• En un recinto herméticamente sellado, el aire contenido dentro actúa como un muelle adicional que aumenta la rigidez total del sistema.

• Esto provoca un aumento de la frecuencia de sintonía (Fb) respecto a la Fs original del altavoz.

• Se obtiene una respuesta más controlada, con buena fidelidad pero menor extensión en graves.

Ventajas:
✅ Buena respuesta transitoria.
✅ Sonido definido y controlado.
✅ Diseño simple.

Desventajas:
❌ Menor rendimiento en bajas frecuencias.
❌ Requiere más potencia para igual SPL que un bass-reflex.

🔹 Caja bass-reflex (con puerto o tubo de sintonía)

• En este caso, la caja incluye un orificio o conducto (puerto) que conecta el aire interno con el exterior.

• Este puerto, junto con el volumen de aire del recinto, forma un sistema resonante (como un tubo de órgano).

• A una determinada frecuencia, la masa de aire del puerto vibra en fase con el cono, reforzando la salida sonora en el rango de graves.

• En este tipo de cajas, la frecuencia de sintonía (Fb) puede ser menor que Fs, lo que permite extender la respuesta de bajos sin forzar el cono.

Ventajas:
✅ Mayor rendimiento en graves (SPL alto).
✅ Más extensión de frecuencia hacia bajas frecuencias.

Desventajas:
❌ Peor respuesta transitoria.
❌ Riesgo de pérdida de control si el altavoz no es adecuado.
❌ Diseño más complejo: requiere cálculo preciso del volumen y el puerto.

🔹 Relación entre Fs, Fb y el tipo de caja

Tipo de recinto	Relación típica	Efecto principal
Caja cerrada	Fb > Fs	Aire interno aumenta rigidez, sube la frecuencia.
Caja bass-reflex	Fb < Fs	Puerto resonante extiende graves.
Caja abierta (open baffle)	Fb ≈ Fs	Sin compresión de aire ni sintonía.

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🔹 Consideraciones finales

• Un altavoz nunca debe elegirse sin conocer su Fs, ya que esta define la zona útil de operación.

• El tipo de recinto elegido (cerrado, bass-reflex, band-pass, etc.) debe estar acústicamente acorde con los parámetros T/S (Thiele-Small) del altavoz.

• La frecuencia de sintonía (Fb) se ajusta variando el volumen interno del recinto (Vb) y las dimensiones del puerto.