Course detail

Loudspeaker Systems

FEKT-BPC-REPAcad. year: 2024/2025

The course deals with description of the construction of direct-radiator and horn-loaded loudspeakers, the parameters of these loudspeakers and their measurement, the design of different types of loudspeaker cabinets and crossovers for two- and three-way loudspeaker systems, measurement of parameters of loudspeaker systems and their mechanical design. In the first part of the laboratory exercise, students measure loudspeaker parameters and design loudspeaker cabinets and crossovers and simulate their properties using LspCAD. In the second part, they construct the designed loudspeaker system, perform tuning of its crossover and measure its parameters.

Language of instruction

Czech

Number of ECTS credits

5

Mode of study

Not applicable.

Guarantor

Ing. Miroslav Balík, Ph.D.

Department

Department of Telecommunications (UTKO)

Entry knowledge

The knowledge of basic laws and quantities in electrical circuits is required as well as the knowledge of the characteristics of electric circuit elements, circuit behaviour with inertia elements, circuit topologies with operational amplifiers and their characteristics, periodical and non-periodical signal spectra, continuous- and discrete-time systems. The student who enrols on the course should be able to use instruments for the measurement of electrical voltage, current, and resonant frequency, waveform generators and oscilloscopes.

Rules for evaluation and completion of the course

Evaluation of study results follows the Rules for Studies and Examinations of BUT and the Dean's Regulation complementing the Rules for Studies and Examinations of BUT. Up to 24 points are awarded for elaboration of all laboratory exercises and 16 points for submitting of project - design of loudspeaker system with given drivers. Up to 60 points are given for the final examination and it is necessary to get at least 20 points for its successful completion.
It is obligatory to work through all laboratory exercises in regular or alternative terms to complete the course. Other forms of checked instruction are specified by a regulation issued by the guarantor of the course and updated for every academic year.

Aims

The aim of the course is to acquaint students with the construction and characteristics of the used types of loudspeaker systems and with the methods of their design and measurement of their parameters.
On completion of the course, students are able to:
- measure speaker parameters
- describe the properties of the basic types of loudspeaker cabinets
- select the appropriate type of cabinet for given purpose and selected loudspeaker
- design the basic types of cabinet for the selected speaker
- design a crossover for a two-band and three-band loudspeaker system
- construct loudspeaker cabinet and crossover for the loudspeaker system
- measure parameters of loudspeaker system

Study aids

Not applicable.

Prerequisites and corequisites

Not applicable.

Basic literature

Benson, K., B. Audio Engineering Handbook. Mcgraw-Hill, 1988. ISBN: 978-0070047778 (EN)
Colloms, M., High Performance Loudspeakers: Optimising High Fidelity Loudspeaker Systems 7th Edition, John Wiley & Sons,2018. ISBN-10: 9781118413531 (EN)
Self, D., The Design of Active Crossovers, 2nd ed., ISBN 978-1138733039 (CS)
Sýkora, B. Stavíme reproduktorové soustavy, 1. – 48. díl. A Radio 10/97 - 9/2001 (CS)
Toman, K. Reproduktory a reprosoustavy, 1. díl. Dexon, 2003. (CS)

Recommended reading

Not applicable.

Classification of course in study plans

  • Programme BPC-AUD Bachelor's

    specialization AUDB-TECH , 3 year of study, summer semester, compulsory-optional
    specialization AUDB-ZVUK , 3 year of study, summer semester, compulsory-optional

Type of course unit

 

Lecture

14 hod., optionally

Teacher / Lecturer

Ing. Miroslav Balík, Ph.D.

Syllabus

Reproduktor, dělení, parametry, přímovyzařující reproduktor, TS parametry reproduktoru, nepřímovyřazující reproduktor, Reproduktorové soustavy, dělení, parametry, ozvučnice reproduktoru, typy ozvučnic, analogické obvody ozvučnic, ozvučnice s násobným osazením reproduktory, standardní ozvučnice, Vliv ozvučnice na kmitočtovou charakteristiku osazeného reproduktoru, minimalizace difrakcí zvukového vlnění vznikajících na ozvučnici, Druhy kompenzace impedanční charakteristiky reproduktoru, kompenzace snížení citlivosti soustavy reproduktoru a ozvučnice na nízkých kmitočtech, kompenzace rozdílné citlivosti reproduktorů, Pasivní kmitočtová výhybka a kompenzační obvody, návrh výhybky se zvoleným řádem a aproximací kmitočtového filtru, návrh různých typů kompenzačních obvodů - BSC, LSF, HSF, ARPF a RPF, Aktivní kmitočtová výhybka, používané obvodové prvky a jejich vlastnosti, způsoby dosahování různých řadů a aproximací použitých kmitočtových filtrů, shelving filtry a rezonanční filtry s OZ, fázovací článek s OZ, Návrh ozvučnice pro dvoupásmovou pasivní reproduktorovou soustavu, měření kmitočtových charakteristik jednotlivých komponent soustavy pro její následnou optinmalizaci, postup optimalizace návrhu, Vliv polohy reproduktorů v reproduktorové soustavě na její charakteristiky, fázový posuv mezi primárními vlněními reproduktorové soustavy, směrové charakteristiky v okolí mezního kmitočtu reproduktorové soustavy, Typy ozvučnic pro hlubokotónové jednotky, porovnání vlastností uzavřené ozvučnice, ozvučnice typu bassreflex a ozvučnice typu pásmová propust, isobarické uspořádání reproduktorů.

Laboratory exercise

39 hod., compulsory

Teacher / Lecturer

Ing. Miroslav Balík, Ph.D.

Syllabus

1. Kmitočtové filtry s LC a RLC obvody a jejich využití v pasivních reproduktorových soustavách. 2. Vliv tvaru ozvučnice na kmitočtově-směrovou charakteristiku reproduktoru. 3. Měření impedančních charakteristik reproduktorů pro dvoupásmovou reproduktorovou soustavu. 4. Návrh kmitočtové výhybky, korekcí a kompenzací pro dvoupásmovou reproduktorovou soustavu. 5. Měření charakteristik pasivních kmitočtových výhybek, korekčních a kompenzačních obvodů. 6. Měření kmitočtových charakteristik reproduktorové soustavy s pasivní výhybkou. 7. Kmitočtové filtry s operačními zesilovači a jejich využití v aktivních reproduktorových soustavách. 8. Měření charakteristik aktivních kmitočtových výhybek a kompenzačních obvodů. 9. Měření vlivu polohy reproduktorů v reproduktorové soustavě na její charakteristiky. 10. Návrh různých typů ozvučnice hlubokotónové jednotky. 11. Měření kmitočtových charakteristik reproduktorové soustavy v blízkém poli.