El subwoofer o altavoz de subgraves es un subtipo de altavoz pasivo o activo de vía única diseñado para reproducir, aproximadamente, las dos primeras octavas (las más graves, normalmente entre 20 y 80 Hz) del total de 10 que conforman el espectro completo de audiofrecuencias. Los altavoces de subgraves pretenden, por tanto, complementar los altavoces convencionales de dos vías que nunca cubren la primera octava (de 20 a 40 Hz) y con frecuencia sólo alcanzan a reproducir los componentes más agudos de la segunda (de 40 a 80 Hz).
Típicamente, los subwoofers domésticos integran en sus versiones más simples una fuente de alimentación potente (normalmente entre los 100 VA y 1 kVA dado que en ocasiones pueden circular corrientes superiores a 10 ARMS por la bobina del transductor), un filtro pasa bajo activo, protecciones de sobrecarga, un amplificador dedicado y un único transductor de gran diámetro. El diseño y las propiedades mecánicas del recinto acústico en el que se encuentra el transductor son también determinantes en el funcionamiento de un altavoz de subgraves; en todo caso, mucho más determinante que para la reproducción de las octavas más altas.
Aunque los más frecuentes son del tipo analógico, existen ya en el mercado versiones digitales (la señal de entrada es digital a la que se aplicará filtrado pasa bajo digital, procesamiento de adecuación y corrección de sala mediante DSP y conversión digital-analógica posterior). Entre las ventajas de los modelos digitales se encuentra el hecho de que permiten ajustes en la respuesta en frecuencia y fase para la correcta adecuación al entorno de reproducción (Digital Room Correction) y una mejor integración del subwoofer con el resto de altavoces.
Dado que las longitudes de onda en el aire (a temperatura ambiente normal) de las frecuencias de los sonidos que típicamente reproduce un subwoofer son al menos varias decenas de veces la del diámetro del transductor que los reproduce, la directividad de estos sonidos así reproducidos es del todo despreciable (véase Principio de Huygens y Difracción). No es posible para el observador, por tanto, localizar la fuente de estos sonidos por lo que la estereofonía en la reproducción de las octavas más graves es inútil. Se hace innecesario registrar/reproducir estos sonidos en más de un canal (y, por tanto, altavoz) tanto para los sistemas estereofónicos como multicanal.
Otra particularidad (relacionada con lo anterior) de la reproducción de los sonidos de frecuencias graves es la fuerte interacción que estos tienen con la sala en la que se reproducen. De acuerdo con Floyd E. Toole, la sala es la principal responsable de lo que se escucha hasta casi las cinco primeras octavas del total de diez que conforman el espectro de audiofrecuencias (es decir, de las longitudes de onda superiores a 0,5 m aproximadamente). La correcta localización del altavoz de subgraves en relación a la sala de audición y el observador, un adecuado tratamiento acústico de la sala de escucha (absorción y difusión) y el uso de un sistema de corrección digital (DRC) se hace totalmente necesario para la reproducción fiel de estos sonidos. Cuando no se observan estos requerimientos es frecuente que la inclusión simple de un subwoofer a un sistema resulte, paradójicamente, en un fuerte deterioro general de la fidelidad del sistema.
Este tipo de altavoz no se realiza casi nunca pasivo porque:
La cantidad de información por unidad de tiempo (flujo) necesaria para registrar los sonidos que después reproducirá un subwoofer es muy limitada comparada con la necesaria para reproducir dos canales (estéreo) que cubran el rango total de audiofrecuencias.
Grabar sonidos limitados a componentes de hasta 80 Hz (las dos primeras octavas del total de 10 audibles) requiere para su registro:
Estos subwoofers necesitan un amplificador clase D .Así, basta un flujo total de datos netos sin compresión de algo menos de 2.7 kbit/s (2640 bps=176 muestras/s•15 bits/muestra) para transmitir toda la información contenida en un típico canal subwoofer. Como comparación, dos canales (estéreo) que cubren el total del espectro de audiofrecuencias (hasta 20 kHz) requiere de un flujo sin compresión de algo más de 1.4 Mbit/s (44100 muestras/s y canal•2 canales•16 bits por muestra=1411200 bit/s) como en el caso del CD-Audio.
El flujo de un canal subwoofer es sólo un 1/535 el necesario para CD-Audio.
Si se pretende cubrir, con el mismo criterio, las tres primeras octavas en lugar de sólo dos, el flujo de datos necesario es de casi 5.7 kbit/ss (5632 bit/s), esto es, 1/250 el ancho de banda necesario para transmitir en tiempo real un CD-Audio sin compresión de datos.
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