Detail předmětu

Elektroakustika

FEKT-BELAAk. rok: 2017/2018

Akustické prostředí, šíření zvuku, základní veličiny a vztahy, energie přenášená zvukem. Fyziologická akustika, maskování zvuků a jeho využití v kompresních algoritmech, směrové a prostorové slyšení. Hluk a jeho měření. Akustika uzavřených prostorů, impulsní odezva prostoru. Elektromechanická a elektroakustická analogie, akustické materiály a konstrukce. Druhy a principy činnosti elektroakustických měničů. Mikrofony, praktické provedení a měření charakteristik. Reproduktory, vyzařovací impedance a zkreslení, mechanická konstrukce, tlakové reproduktory, sluchátka. Reproduktorové soustavy, typy reproduktorových ozvučnic, návrh a konstrukce reproduktorových soustav a kmitočtových výhybek. Vícekanálové zvukové systémy, základy ozvučování. Techniky snímání stereofonního a vícekanálového zvuku.

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- vyjmenovat základní akustické veličiny a jejich jednotky,
- vysvětlit fyziologii sluchu včetně binaurálního sluchového vjemu,
- ovládat zvukoměry a využít je k měření hluku a pro elektroakustická měření,
- charakterizovat akustické vlastnosti uzavřených prostorů, změřit impulsovou odezvu prostoru a dobu dozvuku a vyjmenovat materiály a konstrukce pro úpravu akustiky prostorů,
- vyjmenovat druhy elektroakustických měničů a popsat jejich principy, vlastnosti a použití,
- vyjmenovat druhy mikrofonů, popsat jejich vlastnosti a konstrukce a změřit jejich charakteristiky,
- popsat vlastnosti používaných konstrukcí přímo- a nepřímovyzařujících reproduktorů a změřit a vypočítat jejich parametry,
- navrhnout konstrukci reproduktorových soustav a změřit jejich charakteristiky,
- vyjmenovat typy zvukových systémů surround sound a popsat jejich princip,
- vyjmenovat metody vícekanálového snímání zvuku vysvětlit jejich princip.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti základních fyzikálních zákonů a zákonů a veličin v elektrických obvodech, vlastností prvků elektrických obvodů, chování obvodů se setrvačnými prvky, spektra periodických a neperiodických signálů, náhodných veličin a základních pojmů z oblasti statistiky. Student, který si zapíše předmět, by měl být schopen používat přístroje pro měření elektrického napětí, proudu a rezonančního kmitočtu, generátory průběhů a osciloskopy.

Doporučená nebo povinná literatura

SCHIMMEL, J. Elektroakustika. Elektroakustika. Brno, Vysoké učení technické v Brně. 2013. p. 1 - 167. ISBN 978-80-214-4716-5.
Škvor, Z., Akustika a elektroakusitka. Academia, Praha, 2001. ISBN 80-200-0461-0 (CS)
Smetana, C. a kol. Hluk a vibrace, měření a hodnocení. Sdělovací technika, Praha 1998. ISBN 80-90-1936-2-5 (CS)
Sýkora, B. Stavíme reproduktorové soustavy, 1. – 48. díl. A Radio 10/97 - 9/2001 (CS)
Toman, K. Reproduktory a reprosoustavy, 1. díl. Dexon, 2003. (CS)
Eargle, J. The Microphone Book. 2004. ISBN 0-240-51961-2 (CS)
Colloms, M., High Performance Loudspeakers, 6th ed. John Wiley & Sons, Ltd, 2005. ISBN 978-0-470094-30-3 (EN)
Zwicker, E., Fastl, H. Psychoacoustics, Facts and Models, 2nd ed. Springer-Verlag, 1999. ISBN 3-540-65063-6 (EN)
Streicher, R., Everest, F., A. The New Stereo Soundbook, 3rd ed. Audio Engineering Associates, 2006. ISBN 978-0-9665162-1-0 (EN)

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. 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 40 bodů a pro její úspěšné složení je nutné získat alespoň 15 bodů. Ústní část závěrečné zkoušky je hodnocena 20 body a musí být vykonána ve stejný den jako písemná část. Zkouška je sestavena z 10 okruhů otázek z oblasti akustiky a elektroakustiky tematicky zaměřených podle osnovy předmětu.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Akustické prostředí, základní veličiny a vztahy, vlnová rovnice šíření zvuku. Energie přenášená zvukem, zvuková spektra. Typy zvukových polí.
2. Fyziologická akustika, subjektivní a objektivní vlastnosti zvuku, maskování zvuků jeho využití v kompresních algoritmech.
3. Směrové a prostorové slyšení, simulace 3D prostoru pomocí sluchátek a reproduktorů.
4. Vlastnosti a hodnocení hluků, třídy hluků, hlasitost podle Stevense a Zwickera.
5. Měřicí přístroje pro měření hluku a elektroakustická měření, jejich použití, kalibrace měřicího řetězce. Měření akustického výkonu a intenzity zvuku.
6. Základy prostorové akustiky, geometrická, vlnová a statistická akustika, impulsní odezva prostoru, měření doby dozvuku, objektivní parametry poslechových prostorů.
7. Elektromechanická a elektroakustická analogie, akustické materiály.
8. Elektroakustický měnič jako dvojbran, druhy a principy činnosti měničů.
9. Mikrofony gradientní, vlnové a kombinované, konstrukce a měření charakteristik.
10. Reproduktory, vyzařovací impedance a zkreslení, mechanická konstrukce, tlakové reproduktory. Sluchátka, typy a provedení, měření charakteristik.
11. Reproduktorové soustavy, typy reproduktorových ozvučnic, návrh a konstrukce reproduktorových skříní a kmitočtových výhybek. Akustické čočky.
12. Vícekanálová reprodukce zvuku, základy ozvučování.
13. Techniky snímání stereofonního zvuku a vícekanálového zvuku.

Cíl

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program AUDIO-J bakalářský

    obor J-AUD , 2. ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinný

  • Program EEKR-B bakalářský

    obor B-EST , 2. ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný mimooborový
    obor B-TLI , 2. ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

eLearning