헬름홀츠 공명을 이용하여, 스피커가 낼수 있는 저역대를 더 확장해주며 저음의 주파수를 보강해 준다.

베이스 리플렉스는 공명 주파수 부근에서 스피커의 THD가 매우 줄어드는 장점이 있다. 왜냐하면 해당 공명 주파수의 대부분의 출력을 스피커 유닛이 내는 대신 베이스 리플렉스 공명관이 내게 되므로 스피커 유닛에 의한 분할 진동의 영향이 낮아지기 때문이다.¹⁾

하지만, 반대로 베이스 리플렉스에 의한 소리는 트랜지언트가 느려서 정확하지 않고,²⁾ 공명관 자체의 울림이 추가 되기 때문에 저역의 여음(Decay)이 길어지는 단점이 있다.

실제로 측정을 해보면, 베이스 리플렉스에 의해 재생되는 저역 주파수에서는 THD가 매우 감소하는 반면, 위상이 지연되어 위상 그래프의 사이클이 돌고, 그룹 딜레이로 보면 저역이 매우 느려진다. 여음 또한 늦게 까지 남아 있음을 볼 수 있다.

후면 베이스 리플렉스는 스피커 유닛이 없는 후면에 베이스 리플렉스 포트를 만들 수 있다. 하지만, 스피커를 놓을 위치 바로 뒤에 벽이 있는 경우에는 저음역대가 벽의 반사 등에 영향을 받게 되어 왜곡되고 뚜렷하지 못한 저음역대를 얻을 수도 있다. 따라서, 후면 베이스 리플렉스 스피커의 경우에는 뒷벽에서 거리를 두어 설치하는 것이 좋다. 후면 베이스 리플렉스 포트는 전면 베이스 리플렉스 포트에 비하여 그 형태를 설계함에 있어서 제약을 거의 받지 않기 때문에 좀 더 의도에 맞는 정확한 저음 주파수 반응이 나오도록 설계하는 것이 쉽다.

후면 베이스 리플렉스에 의한 저역대가 벽에 반사되면 위상이 한번 반전 되어 스피커 자체의 저역대와 위상 캔슬되어 Dip 이 발생할 수 있는데, 이 때 이 Dip이 발생하는 주파수는 벽과 스피커 후면의 거리가 가까워 질수록 점점 높아진다.

따라서 Dip 이 생기는 것을 피할 수 없다면 아예 뒷벽과 스피커의 후면을 아주 가깝게 붙여버리면, Dip 주파수가 높아져서 차라리 더 나은 스피커의 주파수 반응을 얻을 수 있다.

이렇게 고역대로 이동한 dip 주파수들은 EQ를 이용해 쉽게 보정이 된다.

이 Dip 주파수를 쉽게 알기 위한 Genelec Acoustitape

일부 스피커의 경우 베이스 리플렉스를 아예 바닥에 설계하는 경우가 있는데, 이것은 위와 마찬가지로 뒷벽에 스피커를 붙여버리는 것과 같은 효과를 얻기 위함으로 보인다. 특히 스피커의 우퍼의 위상과 정반대를 피하기 때문에 위상 캔슬로 발생하는 dip이 좀 더 덜 할 것으로 보인다.

전면 베이스 리플렉스의 경우에는 스피커의 전면에 베이스 리플렉스 포트가 차지할 공간이 없는 경우가 많기 때문에, 베이스 리플렉스 포트 설계에 많은 제약을 받는다. 그래서 포트 설계가 조금 이상하게 될 가능성이 존재한다. 실제로 많은 전면 베이스 리플렉스 포트 설계는 정확한 원형의 설계보다는 긴 직사각형 모양이나 두개의 작은 원형 포트, 타원형 등의 다소 복잡하고 어려운 설계로 되어 있는 경우가 많다.³⁾

좀 더 포트의 입구가 세로는 좁고 가로로 넓은 모양새를 가지게 되어서 넓은 주파수 대역을 커버하는 방식의 베이스 리플렉스

https://www.stereophile.com/content/aerial-acoustics-5t-loudspeaker-measurements

붉은색 : 베이스 리플렉스 홀에서 나오는 주파수 대역폭, 자세히 보면 2군대의 주파수 공진점이 있다. 낮은 주파수는 세로의 좁은 포트 입구에 의한 공진이고, 높은 주파수는 가로의 넓은 포트 입구에 의한 공진으로 보인다. 즉 타원형같은 비대칭형 형태를 가진 경우 공진주파수가 여러개가 나올 수 있다.
파란색 : Woofer speaker 에서 나오는 주파수 대역폭
녹색 : Tweeter speaker 에서 나오는 주파수 대역폭

세가지 대역폭의 조합으로 이 스피커는 아래와 같은 주파수 반응을 가진다.

원통형의 모양을 가진 베이스 리플렉스 포트의 경우 좁고 정확한 주파수 대역폭의 설계가 가능하다.

https://www.stereophile.com/content/bowers-wilkins-805-d3-loudspeaker-measurements

붉은색 : 전면 베이스 리플렉스의 주파수 대역폭
파란색 : 우퍼 스피커의 주파수 대역폭
녹색 : 트위터 스피커의 주파수 대역폭

앞의 전면 베이스 리플렉스 설계인 스피커보다 정확한 주파수 대역폭의 설계로 인하여 좀 더 저음역대가 확장이 잘 된 것을 볼 수 있다.

Genelec의 일부 스피커에는 아래와 같은 베이스 리플렉스 포트를 가지고 있다.

헬름홀츠 공명 공식에 의하면, 내부 체적이 넓고, 관의 길이가 길며 입구가 좁을 수록 공명 주파수는 낮아진다.

또한, 이러한 설계의 특징은 일반적인 원통형 베이스 리플렉스보다 더 빠른 반응성을 가지게 되어 트랜지언트 표현이 좀더 정확하게 된다.

아래와 같은 하만 카돈 스피커와 같은 경우 서브 우퍼⁴⁾는 작은 사이즈 유닛의 스피커에 다운 파이어링을 하고 있고 베이스 리플렉스 포트는 상단으로 배치 하여 무지향성의 극저음역대를 재생한다.

중고음역대를 담당하는 위성 스피커의 경우는 작은 사이즈의 스피커를 컬럼 어레이로 배치하여 좌우로 넓은 지향각을 가질 수 있도록 설계하여 스테레오 이미지와 정위감이 매우 극대화 되어 있다. 스피커의 디자인에 대해서 보수적인 입장만 아니라면, 매우 효율적인 스피커 설계의 대표적인 케이스라고 볼 수 있다.