Detail předmětu

Electroacoustics

FEKT-CELAAk. rok: 2009/2010

Akustické prostředí, šíření zvuku, základní veličiny a vztahy, energie přenášená zvukem. Spektra zvukových signálů. Fyziologická akustika, maskování zvuků, směrové a prostorové slyšení, základy experimentální psychoakustiky. Hluk a jeho měření. Akustika uzavřených prostorů, impulsní odezva prostoru, akustické materiály. Elektromechanická a elektroakustická analogie, druhy a principy činnosti elektroakustických měničů. Mikrofony, klasické, kombinované, vlnové a speciální druhy mikrofonů, praktické provedení a měření charakteristik. Reproduktory a sluchátka, vyzařovací impedance a zkreslení, mechanická konstrukce, tlakové reproduktory, digitální reproduktory. Reproduktorové soustavy, typy reproduktorových ozvučnic, návrh a konstrukce reproduktorových skříní a kmitočtových výhybek, akustické čočky. Vícekanálové zvukové systémy surround sound, principy, formáty, historie, současnost a budoucnost. Techniky snímání stereofonního a vícekanálového zvuku. Vizualizace zvukových signálů v dynamické, harmonické a melodické rovině.

Jazyk výuky

angličtina

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 hluku, základních měřících přístrojů pro elektroakustická měření a jejich použití. Znalost principů a typů zvukových systémů surround sound a metod vícekanálového snímání zvuku.

Prerekvizity

Základní zákony a veličiny v elektrických obvodech, vlastnosti prvků elektrických obvodů, základní znalosti nelineárních prvků a obvodů, magnetické obvody, metody analýzy obvodů, obvody RC, RL, rezonanční obvody RLC. Systémy a signály se spojitým časem, analýza a charakteristiky lineárních systémů, spektrum periodických a neperiodických signálů. Přístroje pro měření elektrických veličin, analogové měřicí přístroje, měření napětí, proudu, kmitočtu, fáze, výkonu, odporu, kapacity a rezonančního kmitočtu.

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 15 bodů je uděleno v polovině semestru za test z teoretických znalostí souvisejících s laboratorními cvičeními. Za správné výsledky a vypracování všech laboratorních úloh a případné doplňující otázky je uděleno dalších 15 bodů. Minimální rozsah vypracování jednotlivých laboratorních úloh a znění doplňujících otázek k zápočtu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu. Závěrečná písemná zkouška je hodnocena maximem 70 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, základy experimentální psychoakustiky.
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, kombinované, vlnové a speciální druhy mikrofonů, praktické provedení a měření charakteristik.
10. Reproduktory a sluchátka, vyzařovací impedance a zkreslení, mechanická konstrukce, tlakové reproduktory, digitální reproduktory.
11. Reproduktorové soustavy, typy reproduktorových ozvučnic, návrh a konstrukce reproduktorových skříní a kmitočtových výhybek, akustické čočky
12. Vícekanálové zvukové systémy surround sound, principy, formáty, historie, současnost a budoucnost.
13. Techniky snímání stereofonního a vícekanálového zvuku pomocí mikrofonů. Vizualizace zvukových signál? v dynamické, harmonické a melodické rovině.

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

Benson, K., B. Audio Engineering Handbook. McGraw-Hill, 1988. ISBN 0-07-004777-4 (EN)
Streicher, R., Everest, F., A. The New Stereo Soundbook, 3rd ed. Audio Engineering Associates, 2006. ISBN 978-0-9665162-1-0 (EN)
Zwicker, E., Fastl, H. Psychoacoustics, Facts and Models, 2nd ed. Springer-Verlag, 1999. ISBN 3-540-65063-6 (EN)
Rumsey, F. Spatial Audio. Focal Press, 2001. ISBN 0-240-51623-0 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BC bakalářský

    obor BC-TLI , 2. 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, základy experimentální psychoakustiky.
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, kombinované, vlnové a speciální druhy mikrofonů, praktické provedení a měření charakteristik.
Reproduktory a sluchátka, vyzařovací impedance a zkreslení, mechanická konstrukce, tlakové reproduktory, digitální reproduktory.
Reproduktorové soustavy, typy reproduktorových ozvučnic, návrh a konstrukce reproduktorových skříní a kmitočtových výhybek, akustické čočky
Vícekanálové zvukové systémy surround sound, principy, formáty, historie, současnost a budoucnost.
Techniky snímání stereofonního a vícekanálového zvuku pomocí mikrofonů. Vizualizace zvukových signálů v dynamické, harmonické a melodické rovině.

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
Cejchování elektrostatického mikrofonu pistonfonem
Měření kmitočtových charakteristik mikrofonu
Měření impedanční charakteristiky reproduktoru
Měření kmitočtových a směrových charakteristik reproduktoru
Stereofonní mikrofonní techniky snímání zvukových signálů
Náhradní měření a zápočet