A nyitott (reflex) dobozok legnagyobb előnye, hogy a rezonanciafrekvencia közelében kisebb a membránkitérés, ami jó teljesítménykezelést tesz lehetővé, ezzel együtt a kitérésfüggő torzítások is alacsonyabbak. Emiatt kétutas dobozokhoz jó választás. Ugyanazzal a meghajtóval alacsonyabb f₃ érhető el a zárt dobozhoz képest (amennyiben a meghajtó nyitott dobozban is jól működik). A meghajtóval szemben támasztott követelmények is alacsonyabbak, mint a zárt dobozhoz alkalmas típusok esetén. Átviteli függvénye szerint egy negyedrendű felüláteresztő szűrő. Hatásfoka elméletileg +3 dB-el nagyobb, mint a zárt dobozé. A nyílás miatt érzékeny a szubszonikus zajra (igen alacsony frekvencián a nyílás miatt a beépített mélysugárzó a szabadlevegős paraméterei szerint működik). Hátránya, hogy impulzusválasza rosszabb, mint a zárt dobozé, továbbá a meredek csillapítása miatt hangnyomása f₃ alatt gyorsan esik. Érzékeny a nem megfelelő paraméterekre, beállítása nehezebb, mint egy zárt dobozé.

   A következő paramétereket kell bevezetnünk:

• f_b – a nyitott rendszer hangolási frekvenciája [Hz]
• v_p – a nyílásban mozgó levegő sebessége [m/s]
• d_p – a nyílás átmérője (cső esetén)
• l_p – a nyílás hossza
• Q_L – a nyitott rendszer szivárgási vesztesége
• Q_A – a nyitott rendszer apszorpciós vesztesége
• Q_P – a nyitott rendszer nyílási vesztesége

   A nyitott rendszer a valóságban egy olyan dobozként jelenik meg, amelyben egy akadálymentes alagúton/csövön keresztül a levegő szabadon ki/be áramolhat. Alacsony frekvencián a rendszer hangnyomását jelentős mértékben a nyílás adja. Ez úgy történik, hogy az f_b hangolási frekvencián a nyílásban levő levegő merev dugattyúként viselkedik, ami így hangot képes kiadni, közben itt megnöveli a membrán hátoldalának akusztikus terhelését, erőteljesen csökkentve a membránkitérést. Magasabb frekvencián a nyílás akusztikus ellenállása olyan nagy lesz, hogy a rendszer egy zárt doboz paraméterei szerint fog működni. A nyílás jellemzője, hogy a hangolási frekvencián a benne levő levegődugattyú pontosan 180°-os fázistolást végez a nyílás két vége között. A 6. ábra segít megérteni ezt a folyamatot egy háromperiódusú impulzuson keresztül. (Forrás: AI)

6. ábra

   A nyitott dobozok méretezési logikája a zárt dobozhoz képest fordított. A rendszer jósága nem választható meg szabadon, a dobozméret és a hangolási frekvencia egymástól függő paraméterek, azokat a meghajtóval együtt kezelve szükséges hozzáigazítani (align) egy olyan felüláteresztő szűrőkarakterisztikához, amely többé-kevésbé lapos (Q_tc≈1). Más szavakkal: a Q_tc rögzített. Amennyiben ez az igazítás nem sikerül, a mélyhang átvitelben kiemelések, beszakadások keletkeznek, a rendszer impulzusválasza drámaian leromlik. Megjegyzendő, hogy a "boom box" jelző eredetileg a súlyosan eligazított nyitott dobozok pejoratív jellemzésére szolgált. A nyitott dobozok igazításának két alaptípusa van: önálló és kiegészített. A kiegészített igazítás önmagában nem ad megfelelő eredményt, ahhoz további villamos szűrő is szükséges. Az önálló igazítás a nevéből adódóan "megáll a saját lábán", ezért ez az igazítás a gyakoribb. Az önálló igazítások is két csoportra oszlanak: lapos és nem lapos. A lapos igazítások általában Q_ts<0,4 jóságúmeghajtókkal működnek jól és hat kategóriába sorolhatók:

• SBB₄ (negyedrendű szuper boom box) – nagy doboz, alacsony hangolási frekvencia, jó impulzusválasz
• SC₄ (negyedrendű szub-Csebisev) – hasonló az SBB₄-hez, kicsit rosszabb impulzus válasszal
• QB₃ (harmadrendű kvázi Butterworth) – kisebb dobozt, alacsony f₃-at eredményez vállalható impulzusválasz mellett
• Diszkrét igazítások (háromféle) – csak konkrét Q_ts esetén valósíthatók meg, az igazítás mértékét a veszteségek nagymértékben befolyásolják, megvalósítása nehéz.

   A nem lapos igazítások magasabb Q_ts-ű meghajtók esetén alkalmazhatók, frekvencia és impulzusválaszai gyengébbek, azonban f₃ értéke alacsonyabb lehet a lapos igazításokhoz képest. A nem lapos igazításoknak három csoportja van:

• C₄ (egyenlő hullámosságú Csebisev) – hullámossága 1 dB-nél kisebb
• BB₄ (negyedrendű boom box) – a csillapítás kezdetéhez közel nagy kiemelése van (Q_tc>1,2)
• SQB₃ (harmadrendű szuper kvázi Butterworth) – a QB₃ igazítás nagy Q_ts-ű hangszórókkal megvalósítható változata.

   Ezeket az igazítási típusokat azért írtam le részletesebben, mert a modellező programok hivatkozhatnak rájuk, ezért jó ha tudjuk, hogy mit jelentenek ezek a rövidítések. A táblázaton alapuló klasszikus méretezési eljárások idején fontos volt a különböző igazítások ismerete, mert a táblázatokat ezekhez az átviteli függvényekhez dolgozták ki. A modellező programok korában igazából nincs jelentősége. Mivel táblázat nélkül is beállítható a kitűzött cél (persze ehhez az is kell, hogy a mélysugárzónk alkalmas legyen), teljesen mindegy, hogy az melyik igazítási csoportba esik.

   Amennyiben sikerül egy megfelelő dobozt kalkulálni, megkapjuk a doboz V_b térfogatát és f_b hangolási frekvenciáját. A programok általában ki tudják számítani, hogy az adott hangolási frekvencia milyen méretű nyílással érhető el. A nyílás keresztmetszete azonban nem választható meg teljesen szabadon. Emelkedő teljesítmény mellett egy túl kicsi nyílásban megnövekszik a levegő sebessége, ami hallható szélzajt okoz, a nyílás nemlinearitása pedig további erőteljes minőségromláshoz vezet. Túl kicsi nyílás esetén nagyobb teljesítmény mellett a doboz el is veszítheti nyitott jellegét. Ezért a nyílás keresztmetszetét a meghajtó membránfelületéhez kell igazítani. Legalább 9:1 arányig a nemlineáris hatások nem súlyosak, 4:1 és annál nagyobb arányok pedig meglehetősen jó nyílás-linearitást adnak. A nyílásban mozgó levegő sebessége elméletileg nem haladhatja meg a hangsebesség 5%-át (17 m/s). Csövek esetén a gyakorlatban a következő minimális méretek váltak be (Forrás: Vance Dickason: The Loudspeaker Design Cookbook):

1. táblázat 

 
   Kettő nyílás (cső) esetén az egyenértékű átmérő:  d_t=(d₁²+d₂²)^1/2.

   A nyílásként alkalmazott cső elhelyezése a dobozban problémás lehet (a hossza miatt). A vége legfeljebb 7,5 cm távolságra közelítse meg a doboz belső falát, egyébként egy 90^o-os könyökkel meg kell törni. Ha semmiképpen nem lehetséges a nyílás elhelyezése, akkor passzív sugárzót (passive radiator [PR]) kell alkalmazni.

  A doboz végső térfogatát és hangolását háromféle veszteség befolyásolja: a Q_L szivárgási, a Q_A abszorpciós és a Q_P nyílási. Ebből a háromból csak a szivárgási veszteséggel számolunk, amennyiben a doboz csak minimális mértékben van feltöltve (a belső felületek legfeljebb 2,5...3 cm vastagságban vannak bevonva), illetve a nyílás akadálymentes. A szivárgási veszteség előre nem jósolható meg, csak mérni lehet. Q_L értéke nagyjából 3...15 között változik. Optimális eredményt Q_L≈7 esetében várhatunk. A 3 nagy veszteséget jelent, a 15 pedig csekély mértékűt. A nagy veszteség beszakadást, a kevés pedig kiemelést okoz, mindkettő eligazítást eredményez. A tervezést általában a közepesnek számító 7 értékkel végezzük el. Az eredményül kapott térfogat alapján készítsük el a dobozt, tegyük bele a csillapító anyagot, hangoljuk a becsült f_b frekvenciára, majd az impedanciaválaszból számítsuk ki a veszteséget. A doboznak és a meghajtóknak jól tömítettnek kell lennie. Ha a mért érték közel van a tervezéskor használt értékhez, további teendőnk nincs. Ha kicsire adódik, meg kell növelni a doboz méretét. Ha nagyobb, akkor csökkenteni kell. Célszerű 25%-al nagyobb dobozt készíteni, majd a térfogatát kivehető szilárd testekkel beállítani a kalkulált térfogatra. Így a térfogatnövelés egyszerűen kivitelezhető.

   A hangolást, illetve az ellenőrzést ezen oldal segítségével könnyen elvégezhetjük.

   A nagyobb szivárgási veszteség okozója lehet maga a meghajtó, nevezetesen a porózus porvédő sapkája, és/vagy membránszéle. Ha egyébként a paraméterei megfelelőek, egy ilyen eszközzel is építhető nyitott doboz, de semmiképpen se tömítsük be a porvédőt, mert ezzel ugyan megoldunk egy problémát, viszont generálunk több másikat.

   A nyitott doboz modelljéről itt lehet bővebben olvasni.

   A többi doboztípusra nem térek ki, pl. Fischer László oldalán megtalálhatók.

   A jobb megértés érdekében generáltattam az AI-al néhány grafikont. A 7. ábrán ugyanazon rendszer átviteli függvénye látható eltérő szivárgási veszteségek esetén. A tervezettnél kisebb veszteség kiemelést, a nagyobb pedig csökkenést okoz a válaszban. A frekvenciaválaszhoz azonban további paraméterek is kapcsolódnak. A 8. ábrán a csoportkésés, a 9. ábrán pedig az impulzusválasz látható. Figyeljük meg, hogy látszólag csekély eligazítás milyen hatással van ezekre.

7. ábra.

8. ábra.

9. ábra.

   Egy nyitott dobozt elvileg nem kellene csillapítani, az állóhullámok miatt viszont valamennyire muszáj. Az elfogadott gyakorlat szerint ökölszabályként legfeljebb 2,5...3 cm vastagságban kell beborítani a belső falakat a nyílás belseje és a nyílás mögötti terület kivételével.