Detail předmětu

Návrh a optimalizace zvukových systémů

FEKT-MPC-SD2Ak. rok: 2025/2026

Cíle návrhu zvukových systémů. Stavební bloky zvukových systémů z hlediska zvukového spektra a z hlediska umístění v prostoru. Vlastnosti subwooferů. Subbasový bodový zdroj, liniový zdroj. Tvarování směrové charakteristiky. Subbasové pole bodových zdrojů. Kardioidní subbasová pole, pokročilé subbasové konfigurace. Detailní specifikace požadavků na zvukový systém. Typy kanálů zvukových systémů. Klasifikace zdrojů podle úrovně akustického tlaku. Horizontální pokrytí, vyzařovací úhel a horizontální směrování reproboxů. Optimalizace zvukového systému v reálném prostoru. Vertikální pokrytí, typy main array - hlavního prvku PA systému. Návrh ozvučení pomocí samostatného boxu, pomocí pole spojených bodových zdrojů. Řešení vertikální asymetrie, kompozitní element. Návrh ozvučení pomocí asymetrického kompozitního pole spojených bodových zdrojů. Minimalizace spektrální variance, tvarování směrové charakteristiky nízkých frekvencí pole spojených bodových zdrojů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

3

Garant předmětu

doc. Ing. Jiří Schimmel, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav telekomunikací (UTKO)

Vstupní znalosti

Jsou požadovány základní znalosti návrhu zvukových systémů, znalostí základů fyziky zvuku a způsobu vzájemné interakce zvukového vlnění, znalosti základních vlastností stavebních bloků zvukových systémů a způsobu jejich použití. 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. Maximum 20 bodů je uděleno za testy z teoretických znalostí v laboratorních cvičeních. Za správné výsledky a vypracování všech laboratorních úloh 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 a pro její úspěšné složení je nutné získat alespoň 20 bodů.
Pro udělení zápočtu je nutné absolvovat všechny laboratorní úlohy v řádných nebo náhradních termínech. Další formy kontrolované výuky stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Předmět navazuje na úvod do problematiky v rámci předmětu Základy návrhu zvukových systémů. Cílem předmětu je seznámit studenty s reálnými ozvučovacími systémy. V průběhu přednášek a navazujících praktických cvičení studenti postupně projdou procesem návrhu zvukových systémů různé velikosti od počáteční simulace a rozhodování o výběru vhodných prostředků až po realizaci systému a jeho optimalizaci v daném prostoru.
Absolvent předmětu je schopen:
- popsat stavební bloky zvukových systémů,
- vysvětlit metody tvarování směrové charakteristiky zvukových systémů,
- specifikovat požadavky na zvukový systém pro konkrétní prostor,
- navrhnout pole vázaných kulových zdrojů pro optimální horizontální a vertikální pokrytí prostoru,
- navrhnout liniový zdroj pro optimální horizontální a vertikální pokrytí prostoru.

Základní literatura

DAVIS, D., PATRONIS, E. Jr., BROWN, P., Sound system engineering, fourth edition. 627 stran. Focal Press; 2013, ISBN: 978-0-240-81846-7 (CS)
EVEREST, F. Alton. Master handbook of acoustics. 4. vyd. McGraw-Hill/TAB Electronics. 615 stran. 2001. ISBN 978-0071603324 (CS)
MCCARTHY, Bob. Sound systems: design and optimization. Third edition. New York: Focal press, Taylor & Francis group, 2016, xx, 579 stran. ISBN 978-0-415-73099-0 (CS)
RAICHEL, Daniel R., Science and application of acoustic, second edition. Springer Science+Business Media, Inc. 647 stran. 2006. ISBN: 978-0387-26062-4 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-AUD magisterský navazující

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

12 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Schimmel, Ph.D.

Osnova

  1. Cíle návrhu zvukových systémů. Stavební bloky zvukových systémů z hlediska zvukového spektra a z hlediska umístění v prostoru. Fázové odečítání, vlastnosti subwooferů - frekvenční rozsah, rozměry, vyzařovací charakteristika, polarita. Paralelní pyramida. Subbasový bodový zdroj, liniový zdroj. Vzdálenost 1lambda.
  2. Beam-steering - tvarování směrové charakteristiky. Level tapering, delay tapering, subbasové pole bodových zdrojů. Kardioidní subbasová pole - konfigurace end-fire, gradientní konfigurace, pokročilé subbasové konfigurace.
  3. Detailní specifikace požadavků na zvukový systém. Typy kanálů zvukových systémů dle zvukového obsahu. Klasifikace zdrojů podle úrovně akustického tlaku. Poměr úrovní akustického tlaku hlavního ozvučovacího systému a subwooferů.
  4. Horizontální pokrytí, FAR, vyzařovací úhel a horizontální směrování reproboxů, jednoduchý zdroj vs. složený zdroj, symetrie, asymetrie. Optimalizace zvukového systému v reálném prostoru.
  5. Vertikální pokrytí, počátek a konec pokrytí, typy hlavních polí - hlavního prvku PA systému, výhody a nevýhody, způsoby použití. Vertikální směrování, změna úhlu, kompenzace vzdálenosti. Návrh ozvučení pomocí samostatného boxu, návrh ozvučení pomocí pole vázaných bodových zdrojů.
  6. Řešení vertikální asymetrie, návrh liniového zdroje, segment liniového zdroje, kompozitní element liniového zdroje, splay, směrovost elementů, ONAX kompozitního elementu, typy výhybek kompozitních elementů. Návrh ozvučení pomocí asymetrického kompozitního pole vázaných bodových zdrojů. Minimalizace spektrální variance, směrování vyzařovcacího paprsku nízkých frekvencí pole vázaných bodových zdrojů.

Laboratorní cvičení

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Schimmel, Ph.D.

Osnova

  1. Simulace vlastností subwooferů, polarita, návrh a simulace subbasového liniového zdroje - subwoofer array. Subwoofer array designer.
  2. Beam-steering subbasového liniového zdroje, delay tapering, level tapering. Subbasová point source array. Kardioidní subwoofer setupy - end-fire, gradient.
  3. Pokročilé subbwooferové setupy. Směrovost subwoofer array vs hlavní PA. Srovnávání fáze subwooferů a hlavního PA. Interakce zdroj - odraz.
  4. Power scaling, horizontální pokrytí - vykrývací zvukové systémy - “filly”. Optimalizace zvukového systému.
  5. Vertikální pokrytí, asymetrie. Kompozitní element, ONAX. Návrh ozvučení pomocí samostatného boxu, návrh ozvučení pomocí coupled point source array.
  6. Návrh ozvučení pomocí coupled point source array.