Fast LP-filtret som utgörs av elasticiteten i luften i kombination med trögheten (massan) hos slavbasens membran, finns i en normala basreflexlåda också. I det fallet är förstås luften samma, men massan en helt annan (mycket mindre) men i praktiken blir resultatet liknande, och det beror på att det inte är massans absolutbelopp som bestämmer beteende, utan den övertransformerade massan, den som bestämmer hur baselementet lastas, och som alltså bestämmer resonansfrekvensen. Och den massan, den övertransformerade, blir faktiskt samma, om man vill att den skall bli det.

Det kan förefalla konstigt, men det har sin förklaring.
Tänk dig en slavbas med dubbelt så stor area som baselementets membran och en tre gånger så stor massa, säg att baselementet har arean 250 cm^2 och massan 50 gram, slavbasen har arean 500 cm^2 och massan 150 gram.
Jämför detta med en port med en area som är 1/5 av baselementets (t ex), vilken massa behöver den ha då för att motsvara slavbasen?
För att få svar på det så behöver man fundera lite på hur slavens/portens massa märks i systemet, och gör med det enkelt för sig och tittar på vart den energi som man kör in i systemet tar vägen, så behöver man bara intressera sig för de impedanser (mekaniska, och ja, reaktiva) som belastar baselementet. Den som porten utgör är rätt så komplex, men den går att bryta sänder i sina beståndsdelar, så blir det ändå enkelt.
Vid låga frekvenser är de båda massorna sammankopplade, och totala rörliga massan blir baselementets egen plus den övertransformerade massan från por/slav. Den senare kan man enkelt räkna ut om man utgår ifrån Newtons fysik (även om man behöver använda ett förhållande som ofta tillskrivs Newton, men som han inte lyckades kartlägga) och minns att det handlar om energi, närmare bestämt kan man använda E=(mv^2)/2, som om man skall vara noga var ett samband som inte Newton själv hittade.
Nåväl, hur påverkas då areakvoten den energi som flödat till massan? Enkelt - kvoten mellan baselementets och portens/slavens, bestämmer hur många gånger snabbare den senare rör sig, och därmed även hur mycket mera (kvadratiskt mera närmare bestämt, se formeln i förra stycket), så en slav som har dubbla arean mot baselementet kommer (vid låga frekvenser) att röra sig med halva hastigheten mot baselementets membran, och därmed kommer det att få en övertransformerad massa som är 150 gram * 0,5^2 = 37,5 gram.
Om en basreflexport med en area om 50 cm^2, vilket är 1/5 av baselementets area, så kommer på liknande sätt dess (luften i den) hastighet att bli fem gånger högre än membranets, och därmed blir dess rörelseenergi 25 gånger större än massan allena antyder. Så för att nå en övertransformerad massa om 37,5 gram (samma som slaven gav) behöver luften som rör sig genom porten ha massan 37,5/25 = 1,5 gram.
Och då hoppas jag det blir lätt att förstå att man klarar sig med lite luft för att uppnå det.
En kubikmeter luft (=1 000 liter =1 000 000 kubikcentimeter) väger ungefär 1,2 kg, alltså 1200 gram. Om portarean är 50 cm^2 så behöver porten alltså vara 25 centimeter lång, eftersom 50*25 (1250 cm^2) är lika många gånger mindre än 1 000 000 cm^2 som 1,5 gram är mindre än 1200 gram!
Så - en 25 centimeter lång basreflexport med arean 50 cm^2 motsvarar en slavbas med arean 500 cm^2 och massan 150 gram.
Över dessa mycket låga frekvenser (långt under avstämningsfrekvensen) så kommer luftfjädringen att skilja de två massorna åt, och det är just detta fenomen, eller rättare sagt detta fenomens resonansegenskaper, som man utnyttjar i basreflex- och slavbaslådor. Luftens fjädring känns för baselementet likadan oavsett om det sitter en basreflexport eller en slavbas i lådan. Men sett från port respektive slav så känns den väldigt annorlunda. Och tur är det, för annars skulle resonansfrekvenserna bli illa fel.

Den fjädringskonstant som port/slav "känner" är proportionell mot arean i kvadrat delat med lådans volym. Multiplicerar man sedan med lufttrycket så får man fjäderkonstanten. Vill man att det skall vara sant även dynamiskt så behöver man ta hänsyn till den extra styvhet som beror på luftens uppvärmning när den komprimeras. Beroende på grad av isotermisering landar man på en konstant någonstans mellan 1 och 1,4 sisådär. Låt säga 1,25.
Och resonansfrekvensen som uppstår är i sin tur proportionell mot roten ur nämnd fjäderkonstant/massan. Sqr(k/m) ger noga räknat vinkelfrekvensen i radianer per sekund, vill man ha frekvensen (i Hz) så får man dela med 2*pi.
Så för porten så blir det: k = 125000 * 0,005^2 / 0,1 = 41,25 N/m, om lådan är 100 liter stor (= 0,1 m^3)
För slavbasen så blir det: k = 125000 * 0,05*2 / 0,1 = 4125 N/m, om lådan är 100 liter stor (= 0,1 m^3)
Resonansfrekvensen för porten blir: sqr(41,25/0,0015)/(2*pi) = 26,4 Hz
Resonansfrekvensen för slaven blir: sqr(4125/0,15)/(2*pi) = 26,4 Hz
- - -
Men riktigt så enkelt är det förstås inte...
Det finns några skillnader ytterligare.
En av dem är att porten saknar egen fjädring, slaven däremot har en upphängning som ger en fjädring. Det är väldigt lätt att den råkar bli för styv, och då börjar slavbasen bete sig sämre och sämre...
Det vill säga grupplöptidsproblemen blir värre och värre, eftersom fasgången får svåra knyckar av den notchar som uppstår. Det kan förklara varför slavbassystem kan upplevas spela mycket sämre än basreflexsystem, men det betyder inte att de måste göra det. Man kan dimensionera väldigt mjuka upphängningar för slavbasar. Det bara görs alldeles för sällan.
En annan skillnad är att slavens upphängning även har förluster (så kallade viskösa dito) som det i princip saknas motsvarighet till hos basreflexen. Även detta kan påverka återgivningen i negativ riktning.
- - -
Sammanfattningsvis: Slavbas är en lösning som man ibland behöver ta till för att kunna åstadkomma en fungerande högtalare, speciellt när baselementet har sådana egenskaper att passande låda blir så liten att en passande port inte får plats i lådan... Men det finns många fällor som man behöver undvika när man gör dimensioneringen. undviker man dem alla kan det blir goda högtalare, men sådana är rätt så ovanliga. Det är därför basreflexhögtalare så ofta är så mycket bättre. För att det är svårt att göra goda slavbashögtalare, inte för att det är omöjligt.
Vh, iö
Fd psykoakustikforskare & ordf LTS. Nu akustiker m specialiteten
studiokontrollrum, hemmabiosar & musiklyssnrum. Även Ch. R&D
åt Carlsson och Guru, konsult åt andra + hobbyhögtalartillv (Ino).