Elektroakustika 1

• 26 hod. přednášky
• 4 hod. cvičení
• 22 hod. laboratoře
• 13 hod. projekty

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.
Absolvent předmětu je schopen:
- vyjmenovat základní akustické veličiny a jejich jednotky
- popsat vlastnosti základních typů zvukových vlnění
- 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,
- vyjmenovat druhy elektroakustických měničů a popsat jejich principy, vlastnosti a použití,
- vyjmenovat druhy mikrofonů, popsat jejich vlastnosti, parametry a konstrukce a změřit jejich charakteristiky,
- popsat vlastnosti používaných konstrukcí přímo- a nepřímovyzařujících reproduktorů a změřit a vypočítat jejich parametry,
- navrhnout konstrukci reproduktorové soustavy a změřit jejich charakteristiky,
- popsat konstrukce sluchátek, vysvětlit způsoby simulace jejich akustické zátěže a změřit jejich charakteristiky
- charakterizovat ozvučovací systémy pro malé a velké prostory, popsat principy a stereofonní reprodukce, vyjmenovat typy zvukových systémů surround sound a popsat jejich princip.

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 a proudu, generátory průběhů a osciloskopy.
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.

• Sýkora, B. Stavíme reproduktorové soustavy, 1. – 48. díl. A Radio 10/97 - 9/2001
• Toman, K. Reproduktory a reprosoustavy, 1. díl. Dexon, 2003.
• Eargle, J. The Microphone Book. 2004. ISBN 0-240-51961-2

• Škvor, Z., Akustika a elektroakusitka. Academia, Praha, 2001. ISBN 80-200-0461-0
• SCHIMMEL, J. Elektroakustika. Elektroakustika. Brno, Vysoké učení technické v Brně. 2013. p. 1 - 167. ISBN 978-80-214-4716-5.
• Smetana, C. a kol. Hluk a vibrace, měření a hodnocení. Sdělovací technika, Praha 1998. ISBN 80-90-1936-2-5

1. Zvuková vlnění: šíření zvuku, veličiny zvukového pole, vlnová rovnice šíření zvuku, základní typy zvukových vlnění, typy zvukových polí.
2. Fyziologická a psychologická akustika: sluchový orgán, subjektivní vjem zvukového vlnění, maskování zvuků a jeho využití pro ztrátové kódování zvuku, směrové a prostorové slyšení. 
3. Měření akustických veličin: časové a kmitočtové váhové filtry, analýza v pásmech s konstantní relativní šířkou, statistická analýza, měření hluků, měření hlasitosti. 
4. Zvukoměr: konstrukce zvukoměru a funkce jeho jednotlivých částí, kalibrace měřicího řetězce, nejistoty měření. 
5. Akustika prostorů: šíření zvuku prostředím, řešení vlnové rovnice v uzavřeném prostoru, modelování akustických prostorů, doba dozvuku a její měření, impulsová odezva prostoru a její měření, akustické prvky. 
6. Elektromechanická a elektroakustická analogie: mechanické translační soustavy, akustické soustavy. 
7. Elektromechanické měniče: elektromechanický měnič jako soustava dvojbranů, elektromechanické měniče využívající elektrostatické a elektromagnetické pole. 
8. Mikrofony: akustické přijímače, směrocé přijímače, model mikrofonu, konstrukce mikrofonů, elektrické rozhraní mikrofonů, parametry mikrofonů a jejich měření. 
9. Reproduktory: akustické vysílače, elektrodynamický reproduktor a jeho model, elektrostatický, piezoelektrický a páskový přímovyzařující reproduktor, nepřímovyzařující reproduktory, parametry reproduktorů a jejich měření. 
10. Reproduktorové soustavy: polouzavřená, uzavřená a bassreflexová ozvučnice, ozvučnice typu pásmová propust, reproduktorové výhybky, konstrukce reproduktorových soustav, parametry reproduktorové soustavy. 
11. Sluchátka: typy sluchátek, model sluchátka a simulace akustické impedance ucha, konstrukce sluchátek, parametry sluchátek a jejich měření. 
12. Základy ozvučování: ozvučkování malých prostorů, stereofonní a vícekanálová reprodukce, surround sound a immersive audio, ozvučování velkých prostorů, akustická zpětná vazba a její potlačení. 

• Logaritmické veličiny, zvuková vlnění
• Sčítání a odečítání hladin akustických veličin

• Seznámení s laboratoří, práce s Excelem, test ze cvičení odb. základu
• Úloha č.1 – Měření hluků
• Úloha č.2 – Měření doby dozvuku
• Úloha č.3 – Měření charakteristik mikrofonu
• Úloha č.4 – Měření charakteristik sluchátek
• Úloha č.5 – Měření charakteristik komunikačních zařízení
• Úloha č.6 – Měření zkreslení reproduktoru
• Úloha č.7 – Měření TS parametrů reproduktoru
• Úloha č.8 – Návrh reproduktorové soustavy
• Úloha č.9 – Měření charakteristik reproduktorové soustavy
• Náhradní termín měření, test z laboratorních cvičení

• Výpočet hlastosti ze změřených hodnot
• Výpočet doby dozvuku ze změřených hodnot
• Výpočet parametrů studiového mikrofonu ze změřených hodnot
• Výpočet parametrů sluchátka ze změřených hodnot
• Výpočet parametrů headsetu ze změřených hodnot
• Výpočet zkreslení reproduktoru ze změřených hodnot
• Výpočet TS parametrů reproduktoru ze změřených hodnot
• Výpočet objemu ozvučnice reproduktoru a kmitočtové výhybky reproduktorové soustavy
• Výpočet parametrů reproduktoru ze změřených hodnot

Hodnocení se řídí Studijním a zkušebním řádem VUT a Směrnicí děkana FEKT doplňující studijní a zkušební řád VUT. Maximum 22 bodů je uděleno za testy z teoretických znalostí ve cvičeních. Za správné výsledky a vypracování všech laboratorních úloh je uděleno dalších 18 bodů. Zápočet je udělen za absolvování všech laboratorních úloh a cvičení odborného základu v minimálním rozsahu a za odevzdání všech projektů. 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 20 bodů. Ústní část závěrečné zkoušky je hodnocena 20 body a pro její úspěšné složení je nutné získat alespoň 10 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.