Detail předmětu

Měření v audio technice a akustice

FEKT-MPC-AMAAk. rok: 2022/2023

Předmět je zaměřen na problematiku měření zvukové techniky, akustických a elektroakustických měření podle mezinárodních doporučení v těchto oblastech. Laboratorní úlohy jsou zaměřeny na realizaci projektů v prostředí LabView a Matlab pro automatizované měření audio zařízení, elektroakustických zařízení a hluků v různých měřicích systémech používaných v průmyslu a na hromadné zpracování naměřených dat, zejména pomocí jazyka VBA. V laboratorních cvičeních jsou pužívány měřicí systémy Brüel&Kjaer, Audio Precision a NTi Audio.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- použít správnou metodu pro automatizované měření dané veličiny,
- vytvořit projekt automatizovaného měření pro typické aplikace v akustice, elektroakustice a zvukové technice,
- provést hromadné zpracování změřených dat pomocí tabulkového editoru,
- vytvářet a upravovat makra v jazyce VBA pro hromadné zpracování změřených dat,
- vytvářet funkce v jazyce VBA pro dálkové řízení systémů automatizovaného měření.

Prerekvizity

Jsou vyžadovány znalosti principu a ovládání přístrojů pro měřerní napětí, proudu a kmitčtu, znalosti obsluhy digitálních generátorů, osciloskopů a spektrálních analyzátorů, znalosti principů měření proudu, napětí, kmitočtu, impedance a celkového harmonického zkreslení, znalosti jazyka C a práce s tabulkovým editorem. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby znalé pro samostatnou činnost“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

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

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení se řídí Studijním a zkušebním řádem VUT a Směrnicí děkana FEKT doplňující studijní a zkušební řád VUT. Za zpracování všech samostatných úkolů a laboratorních úloh je uděleno maximum 40 bodů a pro udělení zápočtu je nutné získat alespoň 1 bod z každé samostatné práce a laboratorní úlohy. Minimální rozsah vypracování jednotlivých laboratorních úloh stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu. Závěrečná zkouška je hodnocena maximem 60 bodů a pro její úspěšné složení je nutné získat alespoň 30 bodů.
V případě distanční výuky jsou laboratorní úlohy nahrazeny domácími úkoly hodnocenými stejným počtem bodů. Zkouška bude probíhat prezenčně, v odůvodněných případech distančně.

Osnovy výuky

1. Analýza zvukových signálů: Fourierova analýza, řádová analýza, analýza v pásmech s konstantní relativní šířkou, kmitočtové váhové filtry, váhové filtry pro měření šumu. Statistická analýza měření, měření v ustáleném stavu, průměrování hodnot a vyhlazování průběhů.
2. Metody analýzy zvukových systémů: měření v uzavřené a otevřené smyčce, úzkopásmové a širokopásmové měřicí signály, metody MLS, TDS a dvoukanálová spektrální analýza, analýza spektra pomocí pásmových propustí a DFT, analýza nelineárních systémů. Ekvalizace a kompenzace zpoždění měřicího řetězce.
3. Měření zvukových zařízení: terminologie a výpočetní metody podle IEC 60268-1, měření zesilovačů podle IEC 60268-3, měření digitálních audio zařízení podle AES17, měření vícekanálových zařízení.
4. Měření akustických veličin: prostředí pro měření, bezodrazová, semi-bezodrazová a dozvuková komora, měření emisních hladin akustického tlaku, měření hluků a hlukové expozice, měření intenzity zvuku, měření akustického výkonu pomocí měření intenzity a integrací akustického tlaku, identifikace zdrojů hluku.
5. Zvukoměr: mikrofon zvukoměru, předzesilovač, kvalitativní třídy zvukoměrů, kalibrace měřicího řetězce - akustická, elektroakustická, reciproční kalibrace, kalibrace ve volném a difúzním poli.
6. Nejistoty měření, základy metrologie - měřidla, etalony, kalibrace a ověřování.
7. Měření mikrofonů: impedance, citlivost, kmitočtové a směrové charakteristiky, nelinearita, dynamický rozsah, měření parametrů mikrofonu podle IEC 60268-4
8. Měření reproduktorů: měření v blízkém a vzdáleném poli, instalace reproduktoru, testovací signály, impedance, citlivost, kmitočtové a směrové charakteristiky, harmonická, rozdílová a modulační zkreslení, zkreslení rub&buzz, měření parametrů reproduktorů podle IEC 60268-5, měření TS parametrů
9. Měření sluchátek: konstrukce sluchátek, akustická impedance ucha a její simulace, typy simulátorů ucha a jejich vlastnosti, měření parametrů sluchátek podle IEC 60268-7
10. Subjektivní metody hodnocení kvality a srozumitelnosti: logatomové testy, testy RT a DRT, metody MOS, ABX, ABS, MUSHRA, praktické provedení testů. Objektivní metody hodnocení kvality a srozumitelnosti: artikulační index, hodnocení srozumitelnosti řeči indexem přenosu řeči podle IEC 60268-16, percepční přístup k hodnocení kvality zvuku a řeči.
11. – 13. Odborná přednáška – případové studie měření v akustice, elektroakustice a měření zvukových zařízení

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámení studentů s moderními metodami a zařízeními pro měření v oblasti akustiky, elektroakustiky a audio techniky.

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

AES17-2015, AES standard method for digital audio engineering - Measurement of digital audio equipment. Audio Engineering Society, Inc., 2015. (EN)
BALLOU, Glen. A sound engineer´s guide to audio test and measurement. Amsterdam: Elsevier, Focal Press, 2009, vi, 179 s. ISBN 978-0-240-81265-6. (EN)
BRIXEN, E., B. Audio Metering - Measurements, Standards and Practice, 2nd edition. Focal Press, 2011. ISBN: 978-0-240-81467-4 (EN)

Elearning

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-AUD magisterský navazující

    specializace AUDM-TECH , 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
    specializace AUDM-ZVUK , 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Elearning