Detail předmětu

Elektroakustika

FEKT-BELAAk. rok: 2011/2012

Akustické prostředí, šíření zvuku, základní veličiny a vztahy, energie přenášená zvukem. Spektra zvukových signálů. Fyziologická akustika, maskování zvuků, směrové a prostorové slyšení. Hluk a jeho měření. Akustika uzavřených prostorů, impulsní odezva prostoru, akustické materiály. Elektromechanická a elektroakustická analogie, druhy a principy činnosti elektroakustických měničů. Mikrofony, klasické a kombinované, praktické provedení a měření charakteristik. Reproduktory a sluchátka, vyzařovací impedance a zkreslení, mechanická konstrukce, nepřímovyzařující reproduktory. Reproduktorové soustavy, typy reproduktorových ozvučnic, návrh a konstrukce reproduktorových skříní a kmitočtových výhybek. Vícekanálové zvukové systémy surround sound, principy, formáty. Techniky snímání stereofonního a vícekanálového zvuku.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Výsledky učení předmětu

Přehled o základních akustických a mechanických veličinách a jejich jednotkách. Znalost fyziologie sluchu a psychoakustických fenoménů včetně prostorového sluchového vjemu. Znalost principů, vlastností a použití jednotlivých druhů elektroakustických měničů, znalost konstrukce reproduktorových soustav. Znalost přístrojů pro měření a identifikaci zdrojů hluku, základních měřících přístrojů pro elektroakustická měření a jejich použití. Znalost principů a typů zvukových systémů surround sound a metod vícekanálového snímání zvuku.

Prerekvizity

Jsou požadovány základní znalosti na úrovni následujících povinných předmětů studijního oboru přednášených v předcházejících semestrech: Analýza signálů a soustav, Měření v elektrotechnice a Elektrotechnika.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.
- Přednášky mající charakter výkladu základních principů, metodologie, problémů a jejich vzorových řešení.
- Laboratorní cvičení podporující praktické ovládnutí látky vyložené na přednáškách za aktivní účasti studentů.
Účast na přednáškách je doporučená, účast na laboratorních cvičeních je kontrolovaná.

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení se řídí Studijním a zkušebním řádem VUT a Směrnicí děkana FEKT doplňující studijní a zkušební řád VUT. Maximum 20 bodů je uděleno za test z teoretických znalostí v laboratorních cvičeních. Za správné výsledky a vypracování všech laboratorních úloh a doplňující otázky je uděleno dalších 20 bodů. Minimální rozsah vypracování jednotlivých laboratorních úloh stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu. Závěrečná písemná zkouška je hodnocena maximem 60 bodů.

Osnovy výuky

1. Akustické prostředí, základní veličiny a vztahy, vlnová rovnice šíření zvuku.
2. Energie přenášená zvukem, zvuková spektra, Dopplerův princip, akustická impedance.
3. Fyziologická akustika, subjektivní a objektivní vlastnosti zvuku, maskování zvuků jeho využití v kompresních algoritmech.
4. Směrové a prostorové slyšení, simulace 3D prostoru pomocí sluchátek a reproduktorů.
5. Hluk a jeho měření, základní měřicí přístroje pro elektroakustická měření a jejich použití.
6. Základy prostorové akustiky, trajektorie zvukového vlnění, impulsní odezva prostoru, akustické materiály.
7. Elektromechanická a elektroakustická analogie.
8. Druhy a principy činnosti elektroakustických měničů.
9. Mikrofony, klasické a kombinované, praktické provedení a měření charakteristik.
10. Reproduktory a sluchátka, vyzařovací impedance a zkreslení, mechanická konstrukce, tlakové reproduktory.
11. Reproduktorové soustavy, typy reproduktorových ozvučnic, návrh a konstrukce reproduktorových skříní a kmitočtových výhybek, akustické čočky
12. Vícekanálové zvukové systémy surround sound, principy a formáty.
13. Techniky snímání stereofonního a vícekanálového zvuku pomocí mikrofonů.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámení studentů řetězcem zpracování akustických signálů od jejich vzniku přes transformaci do elektrického signálu a zpět na akustický signál až po konečný sluchový vjem u posluchače.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Pro udělení zápočtu je nutné absolvovat všechny laboratorní úlohy v řádných nebo náhradních termínech. Další formy kontrolované výuky stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

Smetana, C. a kol. Hluk a vibrace, měření a hodnocení. Sdělovací technika, Praha 1998. ISBN 80-90-1936-2-5 (CS)
Škvor, Z., Akustika a elektroakusitka. Academia, Praha, 2001. ISBN 80-200-0461-0 (CS)

Doporučená literatura

Colloms, M., High Performance Loudspeakers, 6th ed. John Wiley & Sons, Ltd, 2005. ISBN 978-0-470094-30-3 (EN)
Eargle, J. The Microphone Book. 2004. ISBN 0-240-51961-2 (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)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-B bakalářský

    obor B-TLI , 2 ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor B-EST , 2 ročník, letní semestr, volitelný mimooborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Akustické prostředí, základní veličiny a vztahy, vlnová rovnice šíření zvuku.
Energie přenášená zvukem, zvuková spektra, Dopplerův princip, akustická impedance.
Fyziologická akustika, subjektivní a objektivní vlastnosti zvuku, maskování zvuků jeho využití v kompresních algoritmech.
Směrové a prostorové slyšení, simulace 3D prostoru pomocí sluchátek a reproduktorů.
Hluk a jeho měření, základní měřicí přístroje pro elektroakustická měření a jejich použití.
Základy prostorové akustiky, trajektorie zvukového vlnění, impulsní odezva prostoru, akustické materiály.
Elektromechanická a elektroakustická analogie.
Druhy a principy činnosti elektroakustických měničů.
Mikrofony, klasické a kombinované, praktické provedení a měření charakteristik.
Reproduktory a sluchátka, vyzařovací impedance a zkreslení, mechanická konstrukce, tlakové reproduktory.
Reproduktorové soustavy, typy reproduktorových ozvučnic, návrh a konstrukce reproduktorových skříní a kmitočtových výhybek, akustické čočky
Vícekanálové zvukové systémy surround sound, principy a formáty.
Techniky snímání stereofonního a vícekanálového zvuku pomocí mikrofonů.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Seznámení s laboratoří a bezpečnostními předpisy, seznámení s ovládáním laboratorních přístrojů.
Spektra zvukových signálů
Měření vlastností sluchového orgánu
Měření hluku a jeho vyhodnocení
Měření vlastností akustického pole uzavřených prostorů
Měření binaurálních vlastností sluchu
Test a náhradní měření
Měření kmitočtových charakteristik mikrofonů
Měření impedanční charakteristiky reproduktorů
Návrh a simulace reproduktorové soustavy
Měření kmitočtových a směrových charakteristik reproduktorové soustavy
Měření akustické intenzity a výkonu vyzařovaného objektem
Test a náhradní měření