Detail předmětu

Měření v audio technice a akustice

FEKT-MPC-AMAAk. rok: 2024/2025

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

Garant předmětu

doc. Ing. Jiří Schimmel, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav telekomunikací (UTKO)

Vstupní znalosti

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.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Hodnocení se řídí Studijním a zkušebním řádem VUT a Směrnicí děkana FEKT doplňující studijní a zkušební řád VUT. Za vypracování všech samostatných úkolů a laboratorních úloh je uděleno maximum 45 bodů. Pro udělení zápočtu je nutné absolvování všech laboratorních cvičení, vypracování všech samostatných úkolů a splnění všech laboratorních úloh v minimálním rozsahu. Minimální rozsah vypracování jednotlivých laboratorních úloh stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Závěrečná zkouška je hodnocena maximem 55 bodů a pro její úspěšné složení je nutné získat alespoň 25 bodů.

V případě distanční výuky jsou laboratorní úlohy nahrazeny domácími úkoly hodnocenými stejným počtem bodů. Zkouška bude probíhat prezenčně, v odůvodněných případech distančně.

Učební cíle

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

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

eLearning: aktuální otevřený kurz

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

doc. Ing. Jiří Schimmel, Ph.D.

Osnova

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 akustického tlaku, emisní hladiny akustického tlaku, hluková expozice, měření vibrací, měření hlasitosti, hlukové křivky, ochrana zdraví před nepříznivými účinky hluku.

4. Prostředí pro měření, bezodrazová, semi-bezodrazová a dozvuková komora. 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 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.

8. Měření mikrofonů: impedance, citlivost, kmitočtové a směrové charakteristiky, nelinearita, dynamický rozsah, měření parametrů mikrofonu podle IEC 60268-4

9. 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

10. Měření sluchátek: konstrukce sluchátek, akustická impedance ucha a její simulace, typy simulátorů ucha a jejich vlastnosti, měření parametrů sluchátek podle IEC 60268-7. Měření chráničů sluchu a komunikačních zařízení.

11. 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 (STI, STIPA), percepční přístup k hodnocení kvality zvuku a řeči.

12.– 13. Odborná přednáška – případové studie měření v akustice, elektroakustice a měření zvukových zařízení

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Schimmel, Ph.D.

Osnova

  • Seznámení s laboratoří, úvod do VBA
  • Společná laboratorní cvičení:
    • Zpracování dat měření zvukoměrem pomocí VBA
    • Analýza zvukových zařízení a sekvenční měření s analyzátorem Audio Precision APx
    • Úvod do LabView
    • Ovládání analyzátoru Audio Precision APx pomocí LabView
    • Ovládání analyzátoru Audio Precision APx pomocí Matlabu
  • Samostatně řešené projekty:
    • Měření akustického výkonu
    • Měření TS parametrů reproduktoru
    • Měření charakteristik audio zařízení
    • Měření komunikačních zařízení v otevřené smyčce
    • Měření charakteristik kompresoru
  • Náhradní termín laboratorních cvičení 

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz