Detail předmětu
Elektroakustika 1
BPC-ELA FEKT BPC-ELA Ak. rok 2025/2026 zimní semestr 6 kreditů
Předmět je zaměřen na šíření zvuku prostředím, základní veličiny a vztahy zvukového pole, fyziologickou a psychologickou akustiku a směrové a prostorové slyšení, vliv hluku na člověka a jeho měření, strukturu a použití zvukoměru, akustiku uzavřených prostorů, měření doby dozvuku a impulsové odezvy prostoru, základy elektromechanické a elektroakustické analogie, druhy a principy činnosti elektroakustických měničů, mikrofonů, reproduktorů a sluchátek a jejich praktické provedení a měření charakteristik, reproduktorové soustavy a ozvučování malých a velkých prostorů, stereofonní a vícekanálovou reprodukci. Cvičení odborného základu jsou zaměřena na výpočty akustických veličin a jejich hladin a sčítání akustických tlaků koherentních a nekoherentních zvukových vlnění. Laboratorní cvičení jsou zaměřena na praktická měření hlasitosti zdrojů zvuku, akustiky prostoru, vlastností a charakteristik elektroakustických zařízení a návrh a měření parametrů reproduktorové soustavy.
Garant předmětu
Jazyk výuky
Zakončení
Rozsah
- 26 hod. přednášky
- 4 hod. cvičení
- 22 hod. laboratoře
- 13 hod. projekty
Zajišťuje ústav
Přednášející
Cvičící
Cíle předmětu
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.
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti
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.
Literatura studijní
- 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
Literatura referenční
- 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
Studijní opory
- prezentace z přednášek na e-learningu
- prezentace ze cvičení odborného základu na e-learningu
- návody laboratorních úloh na e-learningu
Osnova přednášek
- Zvuková vlnění: šíření zvuku, veličiny zvukového pole, vlnová rovnice šíření zvuku, základní typy zvukových vlnění, typy zvukových polí.
- Fyziologická a psychologická akustika: sluchový orgán, subjektivní vjem zvukového vlnění, maskování zvuků a jeho využití pro ztrátové kódování zvuku, směrové a prostorové slyšení.
- Měření akustických veličin: časové a kmitočtové váhové filtry, analýza v pásmech s konstantní relativní šířkou, statistická analýza, měření hluků, měření hlasitosti.
- Zvukoměr: konstrukce zvukoměru a funkce jeho jednotlivých částí, kalibrace měřicího řetězce, nejistoty měření.
- 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.
- Elektromechanická a elektroakustická analogie: mechanické translační soustavy, akustické soustavy.
- Elektromechanické měniče: elektromechanický měnič jako soustava dvojbranů, elektromechanické měniče využívající elektrostatické a elektromagnetické pole.
- Mikrofony: akustické přijímače, směrocé přijímače, model mikrofonu, konstrukce mikrofonů, elektrické rozhraní mikrofonů, parametry mikrofonů a jejich měření.
- Reproduktory: akustické vysílače, elektrodynamický reproduktor a jeho model, elektrostatický, piezoelektrický a páskový přímovyzařující reproduktor, nepřímovyzařující reproduktory, parametry reproduktorů a jejich měření.
- Reproduktorové soustavy: polouzavřená, uzavřená a bassreflexová ozvučnice, ozvučnice typu pásmová propust, reproduktorové výhybky, konstrukce reproduktorových soustav, parametry reproduktorové soustavy.
- Sluchátka: typy sluchátek, model sluchátka a simulace akustické impedance ucha, konstrukce sluchátek, parametry sluchátek a jejich měření.
- Základy ozvučování: ozvučkování malých prostorů, stereofonní a vícekanálová reprodukce, surround sound a immersive audio, ozvučování velkých prostorů, akustická zpětná vazba a její potlačení.
Osnova numerických cvičení
- Logaritmické veličiny, zvuková vlnění
- Sčítání a odečítání hladin akustických veličin
Osnova laboratorních cvičení
- 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
Osnova ostatní - projekty, práce
- 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
Průběžná kontrola studia
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. Testová část závěrečné zkoušky je hodnocena maximem 40 bodů a pro její úspěšné složení je nutné získat alespoň 20 bodů. Písemná část závěrečné zkoušky je hodnocena 20 body a pro její úspěšné složení je nutné získat alespoň 10 bodů.
Zápočet je udělen za absolvování všech laboratorních úloh a jejich splnění v minimálním rozsahu, absolvování všech cvičení odborného základu a získání 50 % bodů z testu ze cvičení odborného základu. Minimální rozsah splnění jednotlivých laboratorních úloh stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BIT, 2. ročník, volitelný
- Program BIT (anglicky), 2. ročník, volitelný