Detail předmětu

Audio elektronika

FEKT-BPC-AUDAk. rok: 2024/2025

Studenti se seznámí se základy přenosu analogového a digitálního nízkofrekvenčního a audio signálu, dále s funkcí a konstrukcí předzesilovačů, korekčních zesilovačů, koncových zesilovačů a filtrů. Kurs pokračuje vysvětlením principu vzorkování, kvantování a kódování v oblasti audia a s principy komprimace audio signálů. Důraz je kladen na vysvětlení principu zdrojového kódování, zabezpečení proti chybám a metody snížení degradace signálu při záznamu a reprodukci. Studenti získají znalosti o současných možnostech záznamu a reprodukce v systémech bez redukce i s redukcí datového toku audia.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

prof. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Vstupní znalosti

Student, který si zapíše předmět, by měl být schopen vysvětlit základní principy analogového a digitálního zpracování signálů a funkci základních polovodičových součástek a zesilovačů signálu. Obecně jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

V průběhu semestru mohou studenti získat celkem 30 bodů za aktivní práci v laboratorních cvičeních. Závěrečná zkouška je hodnocena maximálně 70 body.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s metodami a technickými prostředky pro zpracování, přenos a archivaci zvukových a audio signálů v oblasti analogové a digitální nízkofrekvenční techniky a audio elektroniky.
Absolvent předmětu je schopen:
- vysvětlit princip přenosu analogového a digitálního nízkofrekvenčního a audio signálu
- popsat zdroje a spotřebiče nízkofrekvenčního a audio signálu
- navrhnout vhodný předzesilovač, korekční zesilovač, výkonový zesilovač nebo audio filtr
- vysvětlit princip vzorkování, kvantování a kódování zvukových a audio signálů
- vysvětlit princip komprese bitového toku digitálních zvukových a audio signálů
- popsat systémy pro záznam a reprodukci bez a s redukcí datového toku
- změřit parametry analogového a digitální audio systému nebo zesilovače

Studijní opory

E-learning VUT, předmět BPC-AUD: https://moodle.vut.cz/course/view.php?id=268602

Web VUT, předmět BPC-AUD: https://www.vut.cz/studenti/predmety/detail/268602

Základní literatura

KOTISA, Z., VORÁČEK, V. NF zesilovače 1 - 4 díl. BEN - technická literatura, Praha, 2001-2006. ISBN 978-8073000301, 978-8073000530, 978-8073000653, 978-8073002114. (CS)
METZLER, B. Audio Measurement Handbook. Audio Presision, Inc., 1993. Audio Precision document number 0058.0003 r1. (EN)
POHLMAN, K. C. Principles of Digital Audio (Sixth Edition). McGraw-Hill, 2010. ISBN 978-0071663465. (EN)
ŠŤÁL, P. Výkonové audio zesilovače pracující ve třídě D. BEN - technická literatura, Praha, 2008. ISBN 978-8073002305. (CS)
WIRSUM, S. Abeceda nf techniky. BEN - technická literatura, Praha, 2003. ISBN 978-8086056265. (CS)

Doporučená literatura

TOMAN, K. Reproduktory a reprosoustavy I. Dexon, Karviná, 2001. ISBN 859-1459280805. (CS)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-AMT bakalářský 0 ročník, letní semestr, volitelný

  • Program BPC-AUD bakalářský

    specializace AUDB-TECH , 3 ročník, letní semestr, povinný
    specializace AUDB-ZVUK , 3 ročník, letní semestr, povinný

  • Program BPC-EKT bakalářský 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program BPC-IBE bakalářský 0 ročník, letní semestr, volitelný
  • Program BPC-MET bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program BPC-SEE bakalářský 0 ročník, letní semestr, volitelný
  • Program BPC-TLI bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program BIT bakalářský 2 ročník, letní semestr, volitelný
  • Program BIT bakalářský 2 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D.

Osnova

1. Nízkofrekvenční signály, přenos a záznam, zpracování a reprodukce audia.
2. Principy elektroakustiky a elektroakustických měničů - mikrofony a reproduktory.
3. Třídy a vlastnosti zesilovačů pro nízkofrekvenční elektroniku (A, AB, B, D, T).
4. Předzesilovače pro audio, přepínání vstupů, fyziologická regulace hlasitosti.
5. Korekční zesilovače a vícepásmové filtry, korekce hloubek a výšek, ekvalizéry.
6. Koncové a výkonové zesilovače, digitální zesilovače s PWM modulací a ZV.
7. Digitální zpracování nízkofrekvenčních signálů, A/D s D/A převodníky, DSP.
8. Digitální záznam bez redukce datového toku (PCM, CD-Audio, SACD, DVD-Audio).
9. Digitální záznam s redukcí datového toku (MiniDisc, MPEG, Dolby Digital, DTS).
10. Princip komprimace zvukových signálů (MP3, ACC, WMA, OGG, ATRAC a další).
11. Standardy pro digitální rozhlasové vysílání DAB/DMB.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Vojtěch Král
prof. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D.
Ing. Jan Kufa, Ph.D.

Osnova

1. Vstupní audio zesilovač s nastavitelnou citlivostí a korekcí RIAA.
2. Korekční zesilovač hloubek a výšek s fyziologickou korekcí.
3. Digitální výkonový zesilovače ve třídě T s PWM.
4. Stereofonní aktivní výhybka pro satelity a subwoofer s nastavitelným kmitočtem.
5. Princip digitálního koncového zesilovače ve třídě D a PWM modulací.
6. Digitální vícepásmový ekvalizér a limiter pro audio signál řízený pomocí PC.
7. A/D a D/A převod nízkofrekvenčního signálu s volitelnými parametry konverze.
8. Měření D/A převodníku CD přehrávače audio analyzátorem Audio Precision.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz