Subwoofer

Desde aproximadamente 1900 hasta la década de 1950, la "frecuencia más baja en uso práctico" en grabaciones, radiodifusión 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 responsables 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 transductores de 18 pulgadas para el extremo inferior en un gran bafle abierto (extendiendo el rango hasta 40 Hz ) y una unidad de alta frecuencia, pero MGM no estaba satisfecho con el sonido del sistema de tres vías, ya que les preocupaba el retardo entre los diferentes transductores. ^{[ 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 una caja de dos vías con una bocina de graves en forma de W que podía alcanzar frecuencias tan bajas como 40 Hz . ^{[ 10 ]} El Shearing-Lansing 500-A terminó utilizándose en "salas de proyección, estudios de doblaje y en los inicios del refuerzo 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 una caja ventilada, al que llamó sistema Iconic; se utilizó como monitor de estudio y en sistemas de alta fidelidad domésticos de gama alta. ^{[ 10 ]} 

Durante la era del swing de la década de 1940 , para obtener graves más profundos, se cortaron "aberturas en forma de tubo" en las cajas de los altavoces, creando cajas bass reflex , ya que se descubrió que incluso una caja de altavoz bastante económica, una vez modificada de esta manera, podía "transmitir la potencia de un fuerte golpe de tambor, y a veces no mucho más, a una pista de baile abarrotada". ^{[ 9 ]} Antes del desarrollo de los primeros subwoofers, se usaban woofers para reproducir frecuencias graves, generalmente con un punto de cruce establecido en 200 Hz y un altavoz de 4 pulgadas (10 cm) en un bafle infinito o, en aplicaciones de sonido profesional, una caja bass reflex "híbrida con bocina" (como la caja Altec Lansing A-7 de 15 pulgadas apodada la "Voz del Teatro", que se presentó 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 de forma omnidireccional 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 recintos acústicos portátiles capaces de reproducir con alta fidelidad ondas sonoras 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 década de 1970. The Octavium fue utilizado por varios artistas de grabación de esa época, en particular 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 exitosa película de 1974, Terremoto . A finales de la década de 1960, el Octavium de Dones recibió críticas favorables de publicaciones especializadas en audio, como Hi-Fi News y Audio Magazine .

Otro de los primeros recintos para subwoofers, diseñados para uso doméstico y de estudio, fue el altavoz de graves independiente del Servo Statik 1 de New Technology Enterprises. ^{[ 14 ]} Diseñado como prototipo en 1966 por el físico Arnold Nudell y el piloto de aerolíneas Cary Christie en el garaje de Nudell, utilizaba un segundo bobinado alrededor de un driver Cerwin-Vega personalizado de 18 pulgadas (45  cm) para proporcionar información de control servo al amplificador, y se ofrecía a la venta por 1795 dólares, un 40 % más caro que cualquier otro altavoz completo listado en Stereo Review . ^{[ 14 ]} En 1968, los dos encontraron inversores externos y se reorganizaron como Infinity . ^{[ 14 ]} El subwoofer recibió críticas positivas en el número 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 la década de 1960 por Ken Kreisel, expresidente de Miller & Kreisel Sound Corporation en Los Ángeles. Cuando el socio comercial de Kreisel, Jonas Miller, propietario de una tienda de audio de alta gama en Los Ángeles, le comentó 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 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, desarrollado durante la década de 1960, también utilizaba un woofer para cubrir el rango de frecuencias bajas que sus conjuntos electrostáticos no manejaban adecuadamente.

El primer uso de un subwoofer en una sesión de grabación fue en 1973 para la mezcla del álbum Pretzel Logic de Steely Dan , cuando el ingeniero de grabación Roger Nichols consiguió que Kreisel llevara un prototipo de su subwoofer a Village Recorders . ^{[ 16 ]} Kreisel realizó más modificaciones de diseño durante los siguientes diez años, y en las décadas de 1970 y 1980 el ingeniero John P. D'Arcy ; el productor discográfico Daniel Levitin actuó como consultor y " oído de oro " para el diseño de la red de cruce (utilizada 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 tuvieran que 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 mucha publicidad en 1974 con la película Terremoto , que se estrenó en Sensurround . Inicialmente instalado en 17 cines de EE. UU., el sistema "Sensurround" de Cerwin-Vega utilizaba grandes subwoofers alimentados por 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 frente al público, debajo (o detrás) de la pantalla, y otros dos se ubicaron juntos en la parte trasera del público sobre una plataforma.  Se generaba una potente energía sonora y un fuerte estruendo en el rango de 17 a 120 Hz a un nivel de presión sonora de 110 a 120 decibelios (dB/SPL). Este nuevo método de entretenimiento de baja frecuencia contribuyó al éxito de taquilla de la película. Se ensamblaron e instalaron más sistemas Sensurround. Para 1976, había casi 300 sistemas Sensurround circulando por cines selectos. Otras películas que utilizaron el 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 tocadiscos para seguir el surco. ^{[ 8 ]} Si bien algunos aficionados a la alta fidelidad habían resuelto el problema utilizando otras fuentes de reproducción, como reproductores de cinta de carrete a carrete que eran capaces de ofrecer graves profundos y precisos de fuentes acústicas, o graves sintéticos que no se encuentran en la naturaleza, con la introducción popular del casete compacto a finales 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 temas de disco, reggae, dub y hip-hop; los DJ de clubes de baile ponían estos discos en clubes con subwoofers para lograr reacciones "físicas y emocionales" de los bailarines. ^{[ 20 ]}

A principios de la década de 1970, David Mancuso contrató al ingeniero de sonido Alex Rosner ^{[ 21 ]} para diseñar subwoofers adicionales para sus eventos de baile disco, junto con "matrices de tweeters" para "aumentar los agudos y los graves en momentos oportunos" en sus fiestas privadas y clandestinas en The Loft . ^{[ 22 ]} La demanda de refuerzo de sonido de subgraves en la década de 1970 fue impulsada por el importante papel del "potente bombo" 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 operó de 1977 a 1987, tenía "altavoces de 'subgraves' de diseño personalizado" 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 la década de 1970, los subwoofers se utilizaban en los sistemas de sonido de las discotecas para permitir la reproducción de "música de baile con graves potentes" que "no 'escuchamos' con los oídos, sino con todo el cuerpo". ^{[ 22 ]} En el club, Long utilizó cuatro bocinas de graves Levan, una en cada esquina de la pista de baile, para crear una "cualidad 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 música disco de la década de 1970 (las frecuencias de subgraves inferiores a 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 la década de 1970, los ingenieros de sonido de los clubes de música disco utilizaban los mismos subwoofers de bocina plegada de gran tamaño estilo Cerwin-Vega Sensurround que se habían utilizado en películas como Terremoto y otras similares, en las instalaciones de sistemas de sonido de los clubes de baile. ^{[ 11 ]} A principios de la década de 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 "retumbaban a través del sistema" y "todo el cuerpo", permitiendo a los asistentes al club "experimentar visceralmente" las mezclas de música house de los DJ . ^{[ 24 ]}

En Jamaica, en las décadas de 1970 y 1980, los ingenieros de sonido de los sistemas de sonido reggae comenzaron a crear cajas de subwoofer "altamente personalizadas" añadiendo espuma y ajustando los gabinetes para lograr una "salida de altavoz rica y articulada por debajo de 100 Hz". ^{[ 9 ]} Se ha dicho que los ingenieros de sonido que desarrollaron el "sonido característico con graves potentes" de los sistemas de refuerzo de sonido "merecen tanto crédito por el sonido de la música jamaicana como sus primos productores musicales más conocidos". ^{[ 25 ]} Los ingenieros de sonido de Stone Love Movement (un grupo 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 tonales locales del público dancehall , ya 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, existen "contenedores de graves bajos y altos" en "montones imponentes" que son "entregados en grandes camiones" y ensamblados por un equipo de "box boys", y luego posicionados y ajustados por el ingeniero de sonido en un proceso conocido como "encordado", todo para crear el "sonido de la música reggae que literalmente puedes sentir cuando sale de estos grandes altavoces". ^{[ 26 ]} Los equipos de sistemas de sonido realizan competencias de " duelo de sonido ", donde cada sistema de sonido se instala y luego los dos equipos intentan superarse mutuamente, ^{[ 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 popular subwoofer y un pequeño sistema de altavoces satélite de alta gama para escuchar música 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 época, ya que se consideraba que tenía un aspecto "genial". ^{[ 30 ]} El éxito del AM-5 llevó a otros fabricantes a lanzar sistemas de altavoces satélite con subwoofer, incluidos los Boston Acoustics Sub Sat 6 y 7, y los sistemas Cambridge SoundWorks Ensemble (de Kloss). ^{[ 30 ]} Se afirma que estos sistemas sub-satélite demostraron a 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 convencionales. A pesar de las críticas de los expertos en audio al AM-5, con respecto a la falta de rango de graves por debajo de 60  Hz, un "agujero acústico" en el  rango de 120 a 200 Hz y una falta de rango superior por encima de 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 empotrable residencial llamado Composer. Utilizaba un  transductor 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 vivienda nueva. ^{[ 31 ]} La respuesta de frecuencia del Composer es de 30 a 250  Hz. ^{[ 32 ]}

Si bien en las décadas de 1960 y 1970 los altavoces de graves profundos eran un bien exótico reservado a los audiófilos, a mediados de la década de 1990 se habían vuelto mucho más populares y de uso más extendido, con diferentes tamaños y capacidades de salida de sonido. ^{[ 33 ]} Un ejemplo del uso de subwoofers en refuerzo de sonido en la década de 1990 es el club de baile Ministry of Sound , que abrió sus puertas en 1991 en Londres. El sistema de sonido de la pista de baile se basó en el diseño de Richard Long para Paradise Garage. El club invirtió alrededor de 500 000 libras esterlinas en un sistema de sonido que utilizaba componentes Martin Audio en gabinetes hechos a medida, incluyendo doce subwoofers activos de 21" y 9500 vatios, doce subwoofers de 18" 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 ganaron popularidad, ya que eran fáciles de añadir 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 de interpretación con Galaxie 500 ; argumenta que "para ciertos estilos de música", especialmente los géneros de música acústica, "estos gigantes de graves 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 ellos tienen una calidad de sonido "terrible" y "de nivel básico", y se utilizan de forma "inapropiada", sin integrar los graves de forma fluida. ^{[ 37 ]}

En 2018, algunos sistemas de sonido de música electrónica de baile (EDM) para locales que reproducen hardcore bass tienen múltiples conjuntos de subwoofers para manejar los graves superiores ( 80–100 Hz ), los graves medios ( 40–80 Hz ) y los " subgraves " ( 20–40 Hz ). ^{[ 9 ]}

La especificación de respuesta en frecuencia de un altavoz describe el rango de frecuencias o tonos musicales que puede reproducir, medido en hercios (Hz). ^{[ 54 ]} El rango de frecuencia típico para un subwoofer está entre 20 y 200 Hz . ^{[ 1 ]} Los subwoofers de sistemas de sonido profesionales para conciertos suelen operar por debajo de 100 Hz , ^{[ 2 ]} y los sistemas con certificación THX operan por debajo de 80 Hz . ^{[ 3 ]} Los subwoofers varían en cuanto al rango de tonos que pueden reproducir, dependiendo de varios factores como el tamaño de la caja y la construcción y el diseño de la caja y el/los transductor/es. Las especificaciones de respuesta en frecuencia dependen totalmente, para ser relevantes, de un valor de amplitud que las acompañe; las mediciones tomadas con una tolerancia de amplitud más amplia darán a cualquier altavoz una respuesta en 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 23–350 Hz cuando se medía dentro de un límite de 10 decibelios (0  dB a −10 dB  ) y una respuesta de frecuencia más estrecha de 28–120 Hz cuando se medía dentro de un límite de 6 decibelios (±3  dB). ^{[ 55 ]}

Los subwoofers también varían en cuanto a los niveles de presión sonora alcanzables y los niveles de distorsión que producen en su rango. Algunos subwoofers, como The Abyss de MartinLogan , por ejemplo, pueden reproducir tonos desde alrededor de 18 Hz (que es aproximadamente el tono de las notas más graves de un enorme órgano de tubos con tubos de bajo de 9,8 m (32 pies) y 16 Hz) hasta 100 Hz (±3 dB). Sin embargo, aunque el subwoofer Abyss puede llegar hasta los 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 incorporan amplificadores dedicados dentro de la caja. Algunos también incluyen ecualización ajustable por el usuario , que permite aumentar o disminuir la salida en frecuencias específicas; estas opciones varían desde un simple interruptor de "aumento" hasta ecualizadores totalmente paramétricos diseñados para una corrección precisa de los altavoces y la acústica de la sala. Algunos sistemas incluso incluyen un micrófono calibrado para medir la respuesta del subwoofer en la sala, de modo que el ecualizador automático pueda corregir la combinación del subwoofer, su ubicación y la respuesta acústica de la sala para minimizar los efectos de los modos de resonancia y mejorar el rendimiento en bajas frecuencias.

Los subwoofers pasivos constan de un altavoz y una caja, pero no incluyen amplificador. A veces incorporan filtros divisores de frecuencia pasivos internos, cuya frecuencia se determina en fábrica. Generalmente se utilizan con amplificadores de potencia de terceros, que reciben la señal de filtros divisores de frecuencia activos en etapas anteriores de la cadena de señal. Los sistemas de cine en casa (HTIB) económicos suelen incluir un subwoofer pasivo amplificado por 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 sala de un sistema de subwoofer. ^{[ 58 ]} Los diseñadores de subwoofers activos a veces incluyen cierto grado de ecualización correctiva para compensar problemas de rendimiento conocidos (por ejemplo, una tasa de atenuación de graves más pronunciada de lo deseado ). Además, muchos amplificadores incluyen un filtro de paso bajo ajustable, que impide que las frecuencias más altas no deseadas lleguen al altavoz del subwoofer. Por ejemplo, si los altavoces principales de un oyente son utilizables hasta 100 Hz , entonces el filtro del subwoofer se puede configurar para que el subwoofer solo funcione por debajo de 100 Hz . ^{[ 3 ]} Los filtros típicos implican cierta superposición en los rangos de frecuencia; generalmente se desea un filtro de paso bajo de cuarto orden pronunciado de 24  dB/octava para 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 impide que el altavoz del subwoofer intente reproducir frecuencias por debajo de sus capacidades seguras. Configurar un filtro infrasónico es importante en las cajas de subwoofer bass reflex, ya que este diseño tiende a generar el riesgo de sobreexcursión del cono en frecuencias inferiores a la frecuencia de sintonización del puerto, lo que puede causar distorsión y dañar el altavoz del subwoofer. Por ejemplo, en una caja de subwoofer con puerto sintonizada a 30 Hz , se puede desear filtrar las frecuencias inferiores a la frecuencia de sintonización; es decir, las frecuencias inferiores a 30 Hz .

Algunos sistemas utilizan ecualización paramétrica para intentar corregir las irregularidades en la respuesta de frecuencia de la sala. ^{[ 59 ]} La ecualización a menudo no logra una respuesta de frecuencia plana en todos los puntos de escucha, en parte debido a los patrones de resonancia (es decir, ondas estacionarias ) en bajas frecuencias en casi todas las salas. El posicionamiento cuidadoso del subwoofer dentro de la sala también puede ayudar a aplanar la respuesta de frecuencia. ^{[ 60 ]} Varios 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 o no ayudar 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 que genere problemas adicionales con la respuesta en frecuencia, pero aun así, generalmente se proporciona 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 variable continuo más complejo.

Los circuitos de control de fase de variación continua son comunes en los amplificadores de subwoofer y pueden encontrarse en crossovers y como proyectos de electrónica de bricolaje . ^{[ 63 ] [ 64 ] [ 65 ] [ 66 ] [ 67 ]} Los controles de fase permiten al oyente cambiar el tiempo de llegada de las ondas sonoras del subwoofer en relación con las mismas frecuencias de los altavoces principales (es decir, en y alrededor del punto de cruce hacia el subwoofer). Un efecto similar puede lograrse 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 la fuente o desfasado 180 grados.

La fase del subwoofer aún se puede modificar acercándolo o alejándolo de la posición de escucha; sin embargo, esto no siempre resulta 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 reducción de la distorsión, lo que permite tamaños de caja más pequeños. ^{[ 72 ]} Las principales desventajas son el coste y la complejidad. ^{[ 73 ]}

Los subwoofers controlados por servomotor 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 de alta velocidad accionado por correa . ^{[ 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 misma. Esta característica permite un funcionamiento de alta potencia durante períodos prolongados de tiempo. ^{[ 75 ] [ 76 ] [ 77 ]} Intersonics fue nominado a 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 permite que estos sean 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 grandes en grabaciones de música comunes debido a la típica falta de contenido de muy baja frecuencia en dichas fuentes. Sin embargo, existen grabaciones con un contenido sustancial de baja frecuencia que la mayoría de los altavoces convencionales no están preparados para manejar sin la ayuda de un subwoofer, especialmente a altos niveles de reproducción, como la música para órganos de tubos con tubos de bajo de 9,75 metros ( 16 Hz ), los grandes tambores en grabaciones de orquesta sinfónica y la música electrónica con partes de bajo sintetizado extremadamente bajas , como pruebas de bajo o canciones con predominio del bajo.

Las frecuencias suficientemente bajas no son fácilmente localizables por el oído humano; por ello, muchos sistemas de audio estéreo y multicanal cuentan con un solo canal de subwoofer, el cual puede colocarse descentrado sin afectar la percepción del escenario sonoro, dado que el sonido que produce es difícil de localizar. La intención en un sistema con subwoofer suele ser utilizar altavoces principales pequeños (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 complementar un altavoz existente para evitar que tenga que manejar frecuencias bajas que dañan el woofer a niveles altos. Este efecto solo es posible si el subwoofer se limita a frecuencias muy bajas, generalmente de 100 Hz o menos; la localización es aún menor si se limita a frecuencias máximas aún más bajas. Los límites superiores más altos para el subwoofer (por ejemplo, 120 Hz ) son mucho más fáciles de localizar, lo que hace que un solo subwoofer sea poco práctico. Los sistemas de cine en casa suelen utilizar un subwoofer (el "1" en sonido envolvente 5.1 ). Sin embargo, para "mejorar la distribución de graves en una sala con múltiples ubicaciones de asientos" y evitar la atenuación de la respuesta de graves, algunos aficionados al 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 altos niveles de graves de baja frecuencia, incluso más allá de lo que se encuentra en la grabación original, como en el caso de los aficionados a la música house . Por lo tanto, los subwoofers pueden formar parte de un conjunto que incluye altavoces satélite, pueden adquirirse por separado o pueden estar integrados en la misma caja que un sistema de altavoces convencional. Por ejemplo, algunos altavoces de torre de pie incluyen un transductor de subwoofer en la parte inferior de la misma caja. 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 sala (debido a las resonancias 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 asegura una distribución uniforme de los graves, reduciendo la localización del subwoofer y llenando la habitación con notas de baja frecuencia que se pueden sentir, al igual que en los cines. ^{[ 82 ]}

Para lograr la máxima eficiencia y una mejor adaptación al volumen de la sala, los subwoofers se pueden colocar en una esquina, lejos de las aberturas principales y cerca del oyente. Esto es posible gracias a la longitud de onda larga de las bajas frecuencias ; por lo tanto, la información que llega a los oídos izquierdo y derecho del oyente es prácticamente imperceptible, y no se puede localizar fácilmente. Toda la información de baja frecuencia se envía al subwoofer. Sin embargo, a menos que las pistas de audio se hayan mezclado cuidadosamente para un solo canal de subwoofer, es posible que se produzca cierta cancelación de las bajas frecuencias si la información de graves en un altavoz está desfasada con respecto a otro.

La disposición físicamente separada del subwoofer y los satélites, con pequeños altavoces satélite y una gran caja de subwoofer que se puede ocultar detrás de los muebles, se ha popularizado gracias a 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 radiocasetes portátiles , la inclusión de un subwoofer puede ser poco más que una técnica de marketing. Es improbable que un woofer pequeño en una caja de plástico compacta y de fabricación económica tenga un mejor rendimiento de graves que los altavoces convencionales bien diseñados (y generalmente más grandes) en una caja de madera contrachapada o MDF. El simple uso del término "subwoofer" no garantiza un buen rendimiento de graves ni una mayor extensión de los mismos. Muchos subwoofers multimedia podrían denominarse mejor "cajas de medios-graves" (de 80 a 200 Hz ), ya que son demasiado pequeños para producir graves profundos en el rango típico de 20 a 100 Hz . ^{[ 85 ]}

Además, los sistemas mal diseñados a menudo dejan todo por debajo de unos 120 Hz (o incluso más alto) al subwoofer, lo que significa que el subwoofer maneja frecuencias que el oído puede usar para la localización de la fuente de sonido, introduciendo así un "efecto de localización" del subwoofer indeseado. Esto generalmente se debe a diseños o elecciones de crossover deficientes (un punto de cruce demasiado alto o una pendiente de cruce insuficiente) utilizados en muchos sistemas de computadora y 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 generalmente incluyen circuitos de crossover para ayudar a la integración del subwoofer en un sistema existente.

Los automóviles no son adecuados para el enfoque de subwoofer "oculto" debido a las limitaciones de espacio en los habitáculos. No es posible, en la mayoría de los casos, colocar altavoces y cajas tan grandes en las puertas o el salpicadero, por lo que los subwoofers se instalan en el maletero o en el espacio de los asientos traseros. Esta fue una razón importante para la adopción por parte de los adolescentes. Tener un vehículo con un sistema equipado con subwoofers potentes se convertía en una fuente de orgullo para el propietario y una molestia para el resto de los conductores. ^{[ 88 ]} Algunos entusiastas del audio para automóviles compiten para producir niveles de presión sonora muy altos en los confines del habitáculo de su vehículo; a veces, niveles de presión sonora peligrosamente altos. Al principio, los niveles de presión sonora que oscilaban entre 130 y 150 decibelios eran comunes durante la década de 1980. Cuando llegó la década de 1990, se rompió la barrera de los 170 decibelios. Hoy en día, las lecturas superiores a 180 decibelios son comunes en las competiciones de presión sonora. ^{[ 89 ]} Las "guerras de SPL" han atraído mucha atención hacia los subwoofers en general, pero las competiciones subjetivas de calidad de sonido ("SQ") no han alcanzado la misma popularidad. Los coches de SPL de gama alta no pueden reproducir música normal, ni quizás siquiera conducir con normalidad, ya que están diseñados exclusivamente para la competición. Muchos subwoofers no destinados a la competición también son capaces de generar altos niveles en los coches debido al pequeño volumen del interior típico de un automóvil. Los altos niveles de sonido pueden causar pérdida de audición y tinnitus si una persona se expone a ellos durante un período prolongado. ^{[ 90 ]}

En la década de 2000, varios fabricantes de audio para automóviles produjeron subwoofers con formas no circulares, entre ellos Boston Acoustic, Kicker, Sony, Bazooka y X-Tant. Otros importantes fabricantes de audio para automóviles, como Rockford Fosgate, no siguieron esta tendencia, ya que las formas no circulares de los subwoofers suelen conllevar algún tipo de penalización por distorsión. ^{[ 91 ] [ 92 ]} En situaciones de espacio de montaje limitado, proporcionan una mayor área de cono y, suponiendo que todas las demás variables sean constantes, una mayor salida máxima. Un factor importante en el debate "subwoofer cuadrado vs. subwoofer redondo" son los efectos de la caja utilizada. En una caja sellada, 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 ^m³ )
• ${\displaystyle x_{\mathrm {max} }}$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 de Thiele/Small que se pueden medir o encontrar en las especificaciones del controlador.

Tras la introducción de Sensurround, los propietarios de salas de cine comenzaron a instalar sistemas de subwoofer permanentes. Dolby Stereo 70 mm Six Track era un formato de sonido de película de seis canales introducido en 1976 que utilizaba dos canales de subwoofer para la reproducción estéreo de bajas frecuencias. En 1981, Altec presentó un modelo de subwoofer de cine específico sintonizado a unos 20 Hz : el 8182. A partir de 1983, la certificación THX de la experiencia de sonido en cine cuantificó los parámetros de un buen audio para ver películas, incluyendo requisitos para los niveles de rendimiento del subwoofer y un aislamiento suficiente del ruido exterior para que no interfiriera con la experiencia auditiva. ^{[ 93 ]} Esto ayudó a proporcionar directrices a los propietarios de multicines que querían aislar cada sala de cine de sus vecinas, incluso cuando los subwoofers más potentes dificultaban el aislamiento. A principios de la década de 1990 aparecieron modelos específicos de subwoofers 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 afincado en Boston, atribuye las quejas sobre el volumen excesivo de las películas modernas a los subwoofers. Explica que, antes de que los subwoofers permitieran obtener graves potentes y relativamente sin distorsión, los niveles de sonido en las películas estaban limitados por la distorsión en sistemas menos capaces a bajas frecuencias y altos niveles. ^{[ 94 ]}

Los subwoofers profesionales utilizados en conciertos de rock en estadios, sesiones de DJ en locales de música electrónica y eventos similares deben ser capaces de ofrecer niveles de graves muy altos, a frecuencias muy bajas y con baja distorsión. Esto se refleja en la atención al diseño que se prestó en la década de 2010 a las aplicaciones de subwoofer para refuerzo de sonido, sistemas de megafonía , sistemas para discotecas y sistemas para conciertos. Cerwin-Vega afirma que añadir un subwoofer a un sistema de altavoces de rango completo existente resulta ventajoso, ya que desplaza las frecuencias más bajas de los altavoces principales, eliminando así gran parte del trabajo que estos intentaban reproducir. Como resultado, los altavoces principales funcionarán de forma más eficiente y a mayor volumen. ^{[ 95 ]} Otro argumento para agregar cajas de subwoofer es que pueden aumentar el "nivel de claridad" y el "volumen percibido" de un sistema de PA general, incluso si el SPL no aumenta realmente. ^{[ 96 ]} Sound on Sound afirma que agregar una caja de subwoofer a un sistema de rango completo reducirá la "excursión del cono", disminuyendo así la distorsión, lo que lleva a un sonido general más limpio. ^{[ 97 ]}

Las aplicaciones de consumo (como en el hogar) son considerablemente menos exigentes debido al espacio de escucha mucho menor y a los niveles de reproducción más bajos. Los subwoofers son ahora casi universales en aplicaciones de sonido profesional, como conciertos en vivo, iglesias, clubes nocturnos y parques temáticos. Las salas de cine certificadas con el estándar THX para la reproducción siempre incluyen subwoofers de alta capacidad. Algunas aplicaciones profesionales requieren subwoofers diseñados para niveles de sonido muy altos, que utilizan varios altavoces de 12, 15, 18 o 21 pulgadas (30  cm, 40  cm, 45  cm y 53  cm, respectivamente). Ocasionalmente se utilizan altavoces de tan solo 10 pulgadas (25  cm), generalmente en cajas con bocina.

La cantidad de cajas de subwoofer utilizadas en un concierto depende de varios factores, como el tamaño del recinto, 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 construcción de las cajas (por ejemplo, de radiación directa o con bocina). Una pequeña cafetería puede necesitar solo una caja de subwoofer de 10 pulgadas para reforzar los graves que proporcionan los altavoces de rango completo. Un bar pequeño puede usar una o dos  cajas de subwoofer de radiación directa de 15 pulgadas (40 cm). Una discoteca grande puede tener una fila de cuatro o cinco  cajas de subwoofer dobles de 18 pulgadas (45 cm), o incluso más. En los estadios más grandes, puede haber una gran cantidad de cajas de subwoofer. Por ejemplo, la gira U2 360° 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. ^{[ 98 ] [ 99 ]}

Los altavoces principales pueden colgarse del techo de un recinto mediante polipastos de cadena, y muchos recintos de altavoces profesionales incorporan puntos de anclaje. Los subwoofers pueden colgarse o apilarse en el suelo cerca del escenario. Una de las razones por las que se pueden instalar subwoofers en el suelo es que esta instalación puede mejorar el rendimiento de los graves, especialmente si el subwoofer se coloca en la esquina de la sala (por el contrario, si se percibe que un subwoofer suena demasiado fuerte, se pueden considerar alternativas a la instalación en el suelo o en una esquina).  Un sistema típico para conciertos de rock puede tener más de 50 cajas de 45 cm (18 pulgadas) dobles. Al igual que los recintos de subwoofers para consumidores pueden estar hechos de tablero de fibra de densidad media (MDF), tablero de virutas orientadas (OSB), madera contrachapada , plástico u otro material denso, los recintos de subwoofers profesionales pueden construirse con los mismos materiales. ^{[ 100 ] [ 101 ]} El MDF se usa comúnmente para construir subwoofers para instalaciones permanentes, ya que su densidad es relativamente alta y la impermeabilización no es un problema. Otros subwoofers para instalaciones permanentes han usado madera contrachapada muy gruesa: el Altec  8182 (1981) usó madera contrachapada de roble con revestimiento de abedul de 7 capas y 28 mm. ^{[ 102 ]} Los subwoofers para giras se construyen típicamente con madera  contrachapada de abedul báltico ( Betula pendula o Betula pubescens ) sin huecos de 18 a 20 mm de espesor de Finlandia, Estonia o Rusia; dicha madera contrachapada proporciona mayor resistencia para las cajas que se transportan con frecuencia. ^{[ 103 ]} El abedul báltico no es naturalmente resistente a la intemperie, por lo que se recubre con alfombra, pintura gruesa o revestimiento de caja de camión en aerosol para dar a las cajas de los subwoofers mayor durabilidad. ^{[ 104 ] [ 105 ]}

Las cajas de subwoofer para giras suelen diseñarse con características que facilitan su desplazamiento (por ejemplo, ruedas, asa tipo "barra de toallas" y asas empotradas), una rejilla protectora para el altavoz (en cajas de radiación directa), protección de metal o plástico para las cajas para proteger el acabado al apilarlas, y herrajes para facilitar el apilamiento de las cajas (por ejemplo, esquinas entrelazadas) y para colgarlas del montaje del escenario. En la década de 2000, muchos subwoofers de tamaño pequeño a mediano diseñados para el sonido en directo de bandas y aplicaciones de DJ eran "subwoofers autoamplificados"; es decir, tenían un amplificador de potencia integrado . Estos modelos suelen tener un crossover incorporado. Algunos modelos tienen un orificio reforzado con metal en el que se puede montar un mástil para elevar las cajas de rango de frecuencia completo.

bajo direccional

Para mantener el sonido de baja frecuencia enfocado en el área del público y no en el escenario, y para evitar que las bajas frecuencias molesten a las personas fuera del espacio del evento, se han desarrollado varias técnicas en el sonido de conciertos para convertir la radiación omnidireccional natural de los subwoofers en un patrón más direccional. Algunos ejemplos de aplicaciones de sistemas de refuerzo de sonido donde los ingenieros de sonido buscan proporcionar un sonido de graves más direccional son: festivales de música , que a menudo tienen varias bandas actuando al mismo tiempo en diferentes escenarios; grandes raves o eventos de EDM , donde hay varios DJs actuando al mismo tiempo en diferentes salas o escenarios; y cines multiplex , en los que se muestran 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 de sombreado de retardo. Con un patrón de dispersión cardioide, se pueden colocar dos subwoofers de disparo frontal uno frente al otro. El recinto más cercano al oyente se retrasa unos pocos milisegundos. El segundo subwoofer se activa con un retardo preciso que corresponde al tiempo que tarda el sonido en recorrer la distancia entre las rejillas de los altavoces.

Matriz vertical

Apilar o instalar los subwoofers en una disposición vertical concentra las bajas frecuencias hacia adelante en mayor o menor medida, dependiendo de la longitud física de la disposición. Las disposiciones más largas tienen un efecto más direccional en las bajas frecuencias. La direccionalidad es más pronunciada en la dimensión vertical, lo que produce un patrón de radiación amplio pero no alto. Esto ayuda a reducir la cantidad de sonido de baja frecuencia que rebota en el techo en interiores y contribuye a mitigar las quejas por ruido exterior.

matriz de retardo trasera

Otro patrón de arreglo de subwoofers cardioide puede usarse horizontalmente, uno que requiere pocos canales de procesamiento y no cambia el espacio físico necesario. Este método a menudo se llama "arreglo de subwoofers cardioide" o "CSA" ^{[ 107 ]} aunque el patrón de todos los métodos de subwoofers direccionales es cardioide. El método CSA invierte la orientación de la caja y la polaridad de uno de cada tres subwoofers en el frente del escenario, y retrasa esas cajas para una cancelación máxima de la frecuencia objetivo en el escenario. La inversión de polaridad puede implementarse electrónicamente, invirtiendo la polaridad del cableado, o colocando físicamente la caja para que mire hacia atrás. Este método reduce la salida frontal en relación con un arreglo de subwoofers compacto y plano, pero puede resolver problemas de energía de baja frecuencia no deseada que llega a los micrófonos en el escenario. En comparación con el arreglo 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 poco más de una octava. ^{[ 107 ]}

Un segundo método de arreglo de retardo trasero combina la topología de disparo frontal con inversión de polaridad, utilizando dos subwoofers colocados de adelante hacia atrás, con los transductores separados por un cuarto de longitud de onda, la caja trasera con polaridad invertida y retardada unos pocos milisegundos para lograr la máxima cancelación en el escenario de la frecuencia objetivo. ^{[ 108 ]} Este método tiene la menor potencia de salida dirigida hacia el público, en comparación con otros métodos direccionales.

Matriz de disparo final

El método de subwoofer de disparo frontal, también llamado "arreglos de direccionamiento frontal" ^{[ 109 ]} , coloca los transductores de subwoofer coaxialmente en una o más filas, utilizando interferencia destructiva para reducir las emisiones hacia los lados y la parte posterior. Esto se puede hacer con cajas de subwoofer separadas, colocadas de adelante hacia atrás con una separación entre ellas de un cuarto de longitud de onda de la frecuencia objetivo, la frecuencia menos deseada en el escenario o más deseada por el público. Cada fila se retrasa con respecto a la primera fila en una cantidad relacionada con la velocidad del sonido en el aire; el retraso suele ser de unos pocos milisegundos. El tiempo de llegada de la energía sonora 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 desfasados ​​de las ondas sonoras. La direccionalidad de la frecuencia objetivo puede lograr una  atenuación trasera de hasta 25 dB, y el sonido frontal se suma coherentemente en línea con los subwoofers. ^{[ 110 ]} La técnica posicional de subwoofers de disparo frontal se generalizó en el sonido de conciertos en vivo europeos en 2006. ^{[ 111 ]}

El arreglo de disparo frontal sacrifica algunos decibelios de potencia de salida a cambio de direccionalidad, por lo que requiere más recintos para la misma potencia de salida que un arreglo de recintos planos y compactos. En 2007, se utilizaron dieciséis recintos en cuatro filas en uno de los escenarios del Ultra Music Festival para reducir la interferencia de baja frecuencia en los escenarios vecinos. ^{[ 112 ]} Debido al tamaño físico del arreglo de disparo frontal, pocos recintos 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. ^{[ 109 ]}

Matriz sombreada con retardo

Una larga fila de subwoofers colocados horizontalmente a lo largo del borde frontal del escenario puede retrasarse de tal manera que los subwoofers centrales se activen varios milisegundos antes que los que los flanquean, los cuales se activan varios milisegundos antes que sus vecinos, continuando así hasta que se alcanzan los últimos subwoofers en los extremos exteriores de la fila ( formación de haces ). Este método ayuda a contrarrestar el estrechamiento extremo del patrón de dispersión horizontal que se observa con una disposición horizontal de subwoofers. Este tipo de atenuación por retardo puede utilizarse para remodelar virtualmente una disposición de altavoces. ^{[ 113 ]}

Recinto direccional

Algunos diseños de cajas de subwoofer se basan en la orientación de los altavoces hacia los lados o hacia atrás para lograr cierto grado de direccionalidad. ^{[ 114 ] [ 115 ]} Los altavoces de disparo frontal pueden colocarse dentro de una misma caja que alberga más de un altavoz. ^{[ 116 ]}

Algunos recintos para graves menos comunes son variantes del rango normal del recinto del subwoofer, como el gabinete de graves superiores ( 80–200 Hz ) y el subwoofer infrasónico (extra bajo) (por debajo de 20 Hz ).

Los subwoofers de carga frontal cuentan con uno o más altavoces en una caja, generalmente con una rejilla protectora. En la práctica, muchas cajas de subwoofers de carga frontal incorporan un puerto bass reflex . Si bien este puerto genera cierto retardo de fase, aumenta el nivel de presión sonora (SPL), un factor clave en sistemas de megafonía y refuerzo de sonido. Por ello, los subwoofers frontales sin puerto bass reflex son poco comunes en aplicaciones de audio profesional.

Los subwoofers con bocina tienen un altavoz con una trayectoria que sigue al altavoz principal. Para ahorrar espacio, esta trayectoria suele estar plegada, de modo que quepa en una caja acústica. Cerwin-Vega afirma que sus cajas acústicas 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 proporciona "cuatro veces la salida con la mitad de transductores". ^{[ 95 ]} El Cerwin-Vega JE-36C tiene una cámara de bocina plegada de cinco pies de longitud en la caja acústica de madera. ^{[ 95 ]}

Los subwoofers de colector tienen dos o más altavoces subwoofer que alimentan la garganta de una sola bocina. Esto aumenta el SPL del subwoofer, a costa de una mayor distorsión. EV tiene una caja de altavoz de colector en la que cuatro transductores están montados lo más cerca posible entre sí. Este es un diseño diferente al enfoque de "múltiples transductores en una sola garganta". Un ejemplo inusual de diseño de subwoofer de colector es el enfoque de Thomas Mundorf (TM) de tener cuatro subwoofers enfrentados y ubicados muy cerca unos de otros, que se utiliza para espectáculos de teatro circular , donde el público rodea a los artistas en un gran círculo (por ejemplo, Metallica lo ha utilizado en algunos conciertos). El enfoque TM produce un sonido de graves omnidireccional. ^{[ 117 ]} Cerwin-Vega define una caja de colector como aquella en la que "...el transductor se enfrenta a una cavidad con puerto sintonizado. Se escucha el sonido directamente desde la parte posterior del transductor, además del sonido que emana del puerto. Este tipo de diseño de caja extiende la capacidad de frecuencia del transductor a frecuencias más bajas de las que reproduciría por sí mismo." ^{[ 95 ]}

Los subwoofers de paso de banda tienen una caja sellada dentro de otra caja, y la caja "exterior" suele tener una ventilación o puerto.

En raras ocasiones, los bajistas eléctricos y los intérpretes de bajo con sintetizador también utilizan cajas de subwoofer para amplificar instrumentos de bajo . Para la mayoría de las bandas y locales pequeños y medianos (por ejemplo, clubes nocturnos y bares), las cajas de altavoces estándar para bajo o los amplificadores de teclado proporcionan niveles de presión sonora suficientes para la monitorización en el escenario. Dado que un bajo eléctrico normal tiene un "Mi" grave (41 Hz) como su nota más baja, la mayoría de las cajas de altavoces estándar para bajo solo están diseñadas con un rango que llega hasta aproximadamente los 40 Hz. Sin embargo, en algunos casos, los intérpretes desean una respuesta de subgraves extendida que no está disponible en las cajas de altavoces estándar para instrumentos, por lo que utilizan cajas de subwoofer. Del mismo modo que algunos guitarristas eléctricos añaden enormes pilas de cajas de guitarra principalmente para el espectáculo, algunos bajistas añaden enormes cajas de subwoofer con woofers de 18 pulgadas principalmente para el espectáculo, y las cajas de subwoofer de extensión se operan a un volumen más bajo que las cajas de bajo principales.  

Los bajistas que pueden usar cajas de subwoofer incluyen a los intérpretes que tocan con bajos de rango extendido que incluyen una cuerda "B" grave (alrededor de 31  Hz), bajistas que tocan en estilos donde una respuesta de subgraves muy potente es una parte importante del sonido (por ejemplo, funk, latino, gospel, R&B, etc.), y/o bajistas que tocan en recintos del tamaño de estadios o grandes recintos al aire libre. Los tecladistas que usan subwoofers para monitoreo en el escenario incluyen a los organistas eléctricos que usan teclados de pedal de bajo (que llegan hasta un "C" grave que es alrededor de 33  Hz) y los bajistas de sintetizador que tocan partes de subgraves retumbantes que llegan hasta 18  Hz. De todos los instrumentos de teclado que se amplifican en el escenario, los sintetizadores pueden producir algunos de los tonos más graves, porque a diferencia de un piano eléctrico o un órgano eléctrico tradicionales, que tienen como sus notas más graves un "A" grave y un "C" grave, respectivamente, un sintetizador no tiene una octava más baja fija. Un intérprete de sintetizador puede añadir octavas más bajas a un sonido pulsando un botón de "octava abajo", lo que puede producir tonos que están en los límites de la audición humana.

Varios fabricantes de subwoofers para conciertos sugieren que sus subwoofers pueden usarse para amplificar instrumentos de bajo. Meyer Sound sugiere que su subwoofer 650-R2 Concert Series, una caja de 14 pies cuadrados (1,3 m² ⁾ con dos drivers de 18 pulgadas (45 cm ) , puede usarse para amplificar instrumentos de bajo. ^{[ 118 ]} Si bien a los intérpretes que usan subwoofers para conciertos para monitoreo en el escenario les puede gustar 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 drivers de 18 pulgadas (45 cm)) para el monitoreo de instrumentos en el escenario, porque puede interferir con el sonido de subgraves "Front of House".   

El Matterhorn es un modelo de subwoofer completado en marzo de 2007 por Danley Sound Labs en Gainesville, Georgia, luego de una solicitud del ejército estadounidense para 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 de la bocina. ^{[ 123 ]} Puede generar un tono de onda sinusoidal constante de 15 Hz a 140 dB durante 24 horas al día, siete días a la semana con una distorsión armónica extremadamente baja. El subwoofer tiene una respuesta de frecuencia plana de 15 a 100 Hz, y está 3 dB abajo a 12 Hz. ^{[ 124 ]} 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) cuadrado. ^{[ 125 ]} Las puertas del contenedor se abren para revelar una bocina golpeada impulsada por 40 controladores de altavoces MTX de largo alcance de 15 pulgadas (40 cm), cada uno alimentado por su propio amplificador de 1000 vatios. ^{[ 126 ] [ 127 ]} El fabricante afirma que se utilizaron 53 láminas de madera contrachapada de 13 capas y 18 mm de 4 x 8 pies (1,2 m × 2,4 m) en su construcción, ^{[ 126 ]} aunque uno de los fabricantes escribió que se utilizaron láminas de doble espesor de 26 capas por conveniencia.                

Un generador diésel se encuentra dentro del recinto para suministrar electricidad cuando no hay energía externa disponible. ^{[ 125 ]} En la convención anual de la Asociación Nacional de Contratistas de Sistemas (NSCA) en marzo de 2007, se prohibió al Matterhorn realizar demostraciones ruidosas de su potencia debido a la preocupación por dañar el edificio del Centro de Convenciones del Condado de Orange . ^{[ 123 ]} 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.

Otro subwoofer que se afirma 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 incrustados en los cimientos de una sala de escucha. ^{[ 128 ]} Los subwoofers con carga de bocina tienen cada uno una boca de piso de 2,2 metros cuadrados (24 pies cuadrados ) y una longitud de bocina de 9,5 metros (31 pies) , en una cavidad de 1 metro (3 pies 3 pulgadas) debajo del piso de la sala de escucha. Cada subwoofer es impulsado por ocho transductores de subwoofer de 18 pulgadas con bobinas de voz de 100 milímetros (3,9 pulgadas) . Los diseñadores afirman que las bocas de piso de las bocinas están cargadas acústicamente adicionalmente por una expansión vertical de bocina de madera y el techo de la sala para crear una onda de "máxima potencia" de 10 Hz en la posición de escucha.       

Richard Clark y David Navone, con la ayuda de Eugene Patronis del Instituto Tecnológico de Georgia , diseñaron un único altavoz de subwoofer de 1500 mm (60 pulgadas) de diámetro . El altavoz estaba destinado a batir récords de nivel de presión sonora cuando se montaba en un vehículo, calculándose que podía alcanzar más de 180 dBSPL. Fue construido en 1997, impulsado por motores de CC conectados a un cigüeñal giratorio, de forma similar a un motor de pistón . El diámetro del cono era de 1400 mm (54 pulgadas ) y se mantenía en su lugar con un borde de 76 mm (3 pulgadas) . Con una carrera pico a pico de 150 mm (6 pulgadas ) , creaba un desplazamiento de aire unidireccional de 112 600 cm³ (6871 pulgadas cúbicas ) ^. [ 129 ^{] Era capaz} de generar ondas sinusoidales de 5 a 20 Hz a varias velocidades del motor de CC; no como respuesta a una señal de audio, no podía reproducir música. El conductor estaba montado en una furgoneta propiedad de Tim Maynor, pero era demasiado potente para la cantidad de refuerzo aplicado y dañó el vehículo. ^{[ 129 ]} Loyd Ivey de MTX ayudó a financiar el proyecto y el conductor fue llamado entonces MTX "Thunder 1000000" (un millón).       

Aún sin terminar, el vehículo participó en una competición de SPL en 1997, donde se presentó una queja contra el control informático del motor de CC. En lugar de usar el controlador, se juntaron dos cables con la esperanza de ajustar correctamente la velocidad del motor. El eje de transmisión se rompió tras un solo movimiento positivo, lo que generó una onda de presión interna de 162  dB. El Concept Design de 60 pulgadas no se mostró al público después de 1998. ^{[ 130 ]}

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 soporta más de 6000 vatios enviados a una bobina de voz 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 . ^{[ 131 ]} El Jackhammer ha aparecido en el programa de telerrealidad Pimp My Ride .