A bass reflex hangsugárzó megoldása halhatatlan, bár nem tökéletes, ennél egyértelműen jobbat még nem találtak ki. Az előnyök és hátrányok egyensúlya mégis arra ösztönzi a legtöbb tervezőt, hogy használja ezt a régi és alapvetően egyszerű találmányt. Ahhoz azonban, hogy a felsőkategóriás audio-berendezésektől elvárható módon működjön, számos feltételnek teljesülnie kell. A feltételek tárgyalásával a téma bonyolultabbá válik. A kabinet rezonancia rendszerének működését megváltoztató lyukak mérete, hossza és esetleges eldugaszolása rengeteg egyedi megoldást kínál.
A basszusreflex típusú akusztikus rendszerre az eredeti szabadalmat Albert L. Thuras 1932-ben adta be. A rendszer viselkedésének alapos matematikai meghatározását csak az 1960-as 1970-es években Albert Neville Thiele és Richard Small végezték el. A basszusreflexes hangszórók Thiele-Small (TS) modellje bemutatja, hogyan kell megfelelően konfigurálni a hangszórót, a hangdobozt és a reflexportot úgy, hogy a port és a hangszóró által generált hang kiszámítható és kívánatos módon keveredjen.
Kezdjük azzal, hogy felidézzük az „evolúció” megértéséhez szükséges alapokat.
A basszusreflex rendszerű hangsugárzó kabinet egy olyan rezonancia rendszer, amelyet a benne lévő levegő és a nyílásban (alagútban) lévő levegő tömegének megfeleltetése, együttes hatása hoz létre. Minél nagyobb a szuszceptibilitás* és minél nagyobb a tömeg, annál kisebb a rezonancia frekvencia, de ezek a tényezők mindegyike gyök alatt van a képletben, azaz például egy adott szuszceptibilitás esetén a tömeg megduplázása körülbelül 1,41-gyel csökkenti a rezonancia frekvenciát. Ez minden mechanikai rendszer rezonanciafrekvenciájára a legáltalánosabb képletből adódik, és minden elektromos rendszerre, ahol a megfelelés és a tömeg helyett kapacitás és induktivitás van. (*Fizikában a szuszceptibilitás azt a folyamatot jelenti, ahogy egy adott közeg (anyag) reagál egy rá hatással lévő erőre.)
Ezen a ponton érdemes elmagyarázni, hogy míg az alagútban lévő levegő tömege csak a méretéből adódik, – és ez nagyon fontos – a házban lévő levegő „érzékenysége” nemcsak a térfogatától függ, hanem a rá ható felülettől is, vagyis a nyílás felületétől. Ennek a felületnek a növelése csökkenti a megfelelést, mint másodfokú függvényt, és ezzel egyenes arányban növeli a légtömeget. (az egyszerűség kedvéért figyelmen kívül hagyjuk az ún. együtt vibráló tömeget, amely az alagút végén a levegőhöz „tapad”) Végső soron a tömeg növelése a lyuk területének növelésével a rezonancia frekvencia növekedéséhez, nem pedig csökkenéséhez vezet, pl. aminek következtében a rezonancia frekvencia hozzávetőlegesen 1,41-el nő.
Ez megmagyarázza az egyik látszólagos paradoxont: amikor megfeledkezve a felületnek a szuszceptibilitásra gyakorolt közvetlen hatásáról, valaki megpróbálja növelni a tömeget, hogy csökkentse a rezonancia frekvenciát (ami így kontraproduktív lesz). Ez kár, mert a nagy felületnek van még egy előnye: csökkenti a légáramlás sebességét, ami csökkenti a kompressziót és a turbulenciát.
A specifikus frekvencia- és impulzus jellemzők elérése érdekében meg kell határozni egy adott burkolat térfogatot és rezonancia frekvenciát. A legáltalánosabb alapelvek és működési rend elsajátítása segít elkerülni a későbbi hibákat, akár az önálló tervezésnél, akár a gyakran önállóan módosítható bass reflex hangsugárzók használatánál. A rezonancia frekvencia többek között függ a hangerőtől, mert nem redukálhatunk mindent egy adott rezonanciafrekvencia feltételére. Egy basszus-reflex rendszerben nemcsak a kabinet rezonancia rendszere játszik szerepet, hanem az azt rezgésbe hozó hangszóró is, ami egy külön rezonancia rendszer. Ez azonban ki van téve a burkolat hatásának, mind a rezonanciafrekvencia, mind pedig maga a hangerő függvényében. A membrán felületére vonatkoztatott érzékenység – a hangszóró frekvenciája és jellemzői – szintén befolyásolják az összrezonanciát. Ily módon a rezonancia rendszerek meglehetősen összetett kapcsolata jön létre. Nincs egyetlen ideális módja a kölcsönhatásuknak, azaz egy adott hangszóróhoz és paramétereihez, a ház egyetlen térfogatához és a basszusreflex rezonancia frekvenciájához nem tudunk kapaszkodót nyújtani. Egyes hangolások alacsonyabb vágási frekvenciákat, mások jobb impulzusválaszokat biztosítanak.
További probléma a hangszóró nagy amplitúdó elleni védelme, amit jobban szolgál a kis hangerő, vagy a már említett kompresszió csökkentés. Ezen részletek mindegyike nagyon hosszú ideig, rengeteg variációban fejleszthető, pl.: a reflexnyílás „megfelelő” felülete a membrán felületéhez viszonyítva, a térfogat a terület és az amplitúdó szorzatához, valamint egyéb paraméterekhez viszonyítva. Ezért nem szabad elhamarkodott következtetéseket levonni. Egy ideális hangolás helyett érdemesebb az elfogadható megoldások köréről beszélni – burkolat térfogat tartomány, rezonancia frekvencia, különféle alagút méretek amelyek határai nem élesek. Kiindulási pont a hangszóró paramétereiből adódik, a konkrét megoldás választása pedig preferenciánktól függ. Hogy az impulzusválasz felsőbbrendű-e az alsó határ-frekvenciával szemben, nemcsak a mi audiofil nézeteinken múlik, hanem attól is, hogy a hangsugárzókat milyen körülmények között helyezik el és azt hogyan hallgatják. Akár ugyanazon a felhasználó véleménye szerint különböző hangolás lesz optimális, ha a hangsugárzókat a falhoz helyezzük, és különbözőket, ha a faltól eltávolítjuk. A végeredményt erősen befolyásolja a helyiség akusztikája, és egy bizonyos erősítő paraméter, a csillapítási tényező, ezért a tervezőknek és a felhasználóknak is tisztában kell lenniük ezekkel a változókkal.
A legegyszerűbb és legradikálisabb változtatási mód a basszus-reflex „alagút” szűkítése vagy teljes lezárása. A kabinet (hangdoboz) rezonancia rendszerének „kikapcsolása” az alacsony frekvenciatartományban mindig jelentős hangnyomás-esést eredményez, kivéve a legalacsonyabb frekvenciákat, amelyek jóval a basszusreflex rezonancia frekvencia alatt vannak. Elméletileg a zárt kabinet jobb impulzus-választ ad, de ennek az ötletnek nem szabad túl nagy jelentőséget tulajdonítani, mert egy basszusreflex ebből a szempontból is jó lehet. A karakterisztika utolsó része sokkal korábban kezd csökkenni, egyszerűen túl kevés lesz a basszus. Ha a basszus-reflex rendszer jó minőségű hangszóróra épül, és jól be van hangolva, akkor jó „szabályozást” tart fenn, és bezárása általában sokkal több veszteséggel jár, mint haszonnal.
Vannak basszus-reflex hangsugárzók, amelyeket falhoz lehet helyezni (még akkor is, ha a lyuk hátul van). Vannak fordított helyzetek is – nemcsak a faltól eltávolodva, de még távolabb is erős basszust generálnak még akkor is, ha a nyílás elöl van.
Ennek számos független és egymással összefüggő oka lehet:
1. A közép-basszust erősítő basszusreflex speciális hangolása, amelyet tudatosan választott a tervező, hogy megfelelő erősséget biztosítson a helyiségben.
2. A teljes karakterisztika hangolása, aminek persze szerepe van a crossover tervben – még egy „jól” hangolt basszusreflex is, ha tompa közép-magas tartomány kíséri, viszonylag túl hangosan szól.
3. A túl kicsi ház-térfogat okozta hangolás (ez gyakori az állványra szerelt kiviteleknél, amelyek a „monitorok” rajongóinak reményeivel ellentétben felerősített közép- és felső basszussal rendelkeznek. (a tervezők tudják, miért)
4. Gyenge jelátalakítókat alkalmaznak, gyenge mágneses rendszerekkel, a rezonanciarendszer magas Q-értékével, amelyek elméletileg nem alkalmasak basszusreflex rendszerben való használatra. Ezt a gyakorlatban gyakran használják alacsony árfekvésű modellekben, és hacsak nincsenek nagyon alacsonyra hangolva (ami lehet, hogy nem könnyű), a magasabb basszust is erősítik. Gyenge hangszóró túl kicsi és magasra hangolt szekrényben, izgatott és dús basszust adva tönkreteszi az összes bass-reflex hangsugárzó hírnevét.
Valójában a basszus reflexes hangsugárzókban gyakran inkább túl sok a basszus, mint túl kevés.
Vannak finomabb módok a beállításra, mint a kabinet (hangdoboz) bezárása. A leggyakrabban használt, még mindig hatékony és meglehetősen egyszerű módszer egy másik rezonanciafrekvenciára történő újrahangolást foglal magában. Feltételezve, hogy a burkolat térfogata fix, ezt továbbra is két általános módon tehetjük meg: az alagút hosszának vagy területének megváltoztatásával.
A rezonanciafrekvencia az alagút kiterjesztésével és/vagy a felület csökkentésével csökken. Az alagút hosszabbra cserélése lehetséges, de a gyártók nem szerelik fel ilyen tartozékokkal a terméket, inkább habdugókat kínálnak, amelyek csökkentik az alagút keresztmetszetét, vagy teljesen kitöltik. Végül van egy nagyon kényelmes változat a nyílásterület csökkentésére, amely magában foglalja például az egyazon kamrából vezető két nyílás egyikének bezárását – ez nem egzotikus. Több lyuk, még ha különböző méretűek is, egy mély-reflexes rendszert alkotnak egy kamrával, egyetlen alapvető rezonancia frekvenciára hangolva. Nem lehetséges, ahogy egyes tervezők próbálkoznak, több olyan rezonancia frekvenciát létrehozni, amelyek simán kiegészítik egymást, és jobban kiegyensúlyozott karakterisztikát hoznak létre erősen markáns rezonancia nélkül. Ez lehet felesleges is, mert egy jól hangolt basszusreflex rendszernek nem kell egy frekvenciájú vagy színezésű gerjesztéssel terhelnie a hangzást. Ezenkívül a különböző rezonancia frekvenciákkal való kombinálás, amely több kamra használata esetén lehetséges (több hangszóró esetén független), kockázatos, mert a fázis jellemzőik eltérhetnek. Jelentkezik a frekvenciaválasz és az impulzusválasz romlása.
Tetszőleges számú mélysugárzó és tetszőleges számú, de egy közös kamrával összekapcsolt lyuk használata egyetlen rezonancia rendszer egyenletes működését biztosítja, melynek rezonanciafrekvenciája – az alapokhoz visszatérve – a kamra és a levegő megfelelőségétől függ. A megfelelően elhelyezett és diverzifikált alagutak nagyobb száma bizonyos előnyökkel járhat (e rezonanciák szórása), de az ilyen játékhoz nagy odafigyelés szükséges, nem véletlenszerűség.
Tegyük fel, hogy két egyforma alagútunk van; az egyik bezárása kétszeresére csökkenti a felületet és a legelején bemutatott elméleti alapokra hivatkozva 1,41-el csökkenti a rezonancia frekvenciát.
Ez észrevehetően megváltoztatja a jellemzőket. Ha azonban nem feszes a dugó, akkor a változások eltérőek lesznek, és a dugók mindkét alagútban nem zárják le teljesen a házat. A fenti feltételezéseknek megfelelően, két basszusreflex lyuk, de az első esetben sűrű habból készült dugók zárják a lyukakat, a második esetben pedig olyan, amely lehetővé teszi a levegő áthaladását, gátolja a levegő áramlását, de nem állítja meg. Ez az ún egy veszteséges elem, amely csillapítást vezet be a rezonáns rendszerbe, ami egy elektromos rezonáns rendszerben az induktivitáshoz és a kapacitáshoz hozzáadott ellenállás formájában analógiát mutat.
Végső soron jobb, ha egy megfelelően hangolt alagutat helyesen helyezünk el, vagy két vagy akár három egyformát, hogy lehetővé tegyük a rendszer már említett egyszerű hangolását egy másik rezonancia frekvenciára.
