Technika dźwiękowa

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

TD

1

Głównym celem przedmiotu jest zapoznanie słuchaczy z zagadnieniami szeroko pojętej techniki dźwiękowej, a więc aspektów fizycznych i technicznych dźwięku związanych z jego wytwarzaniem, propagacją, detekcją i percepcją. W szczególności z:

• fizycznymi zjawiskami występującymi podczas propagacji fal dźwiękowych i ich wpływu na procesy rejestracji, obróbki i prezentacji materiału dźwiękowego,
• wiedzą dotyczącą budowy systemu słyszenia człowieka i wynikających z niej zjawisk mających wpływ na percepcję dźwięków oraz wpływu na układ słyszenia,
• wiedzą z zakresu akustyki wnętrz poprzez zastosowanie wybranych modeli propagacji fal dźwiękowych w pomieszczeniach zamkniętych,
• zasadami działania przetworników elektroakustycznych, konstrukcją głośników i mikrofonów oraz ich podstawowymi parametrami użytkowymi,
• wykorzystanie nabytej wiedzy w typowych zastosowaniach w studio dźwiękowym.

WYKŁADY i ĆWICZENIA (forma zintegrowana):

Podstawowe właściwości dźwięku. Istota dźwięku. Drgania sprężyste. Fala akustyczna. Propagacja w wolnej przestrzeni. Podstawowe właściwości sygnałów akustycznych. (2h)

Rozchodzenie się fal akustycznych. Wielkości charakterystyczne fali akustycznej. Swobodna fala akustyczna. Rodzaje fal. Energia fali akustycznej. Miary dźwięku. Przestrzenne ograniczenia fali. Dźwięk w ośrodku ograniczonym. Odbicie, załamanie, ugięcie i interferencja fal. Fale stojące. Rodzaje pól akustycznych. (2h)

Podstawy psychoakustyki. Budowa i fizjologia układu słuchowego. Krzywe izofoniczne i powierzchnia słyszalności. Jednostki subiektywne. Percepcja głośności sygnału. Percepcja wysokości sygnału. Rozdzielczość częstotliwościowa i czasowa systemu słuchowego. Maskowanie czasowe i częstotliwościowe. Przestrzenna percepcja dźwięków. (4h)

Akustyka wnętrz. Zachowanie się dźwięku w pomieszczeniu zamkniętym. Podstawowe parametry akustyczne pomieszczeń: odpowiedź impulsowa, echogram, czas pogłosu. Sposoby kształtowania akustyki wnętrz za pomocą ustrojów akustycznych i korektorów elektronicznych. (4h)

Przetworniki elektroakustyczne. Ogólne właściwości i rodzaje przetworników elektroakustycznych. Przetworniki dynamiczne, pojemnościowe i piezoelektryczne. Głośniki: otwarte i tubowe. podstawowe parametry i charakterystyki skuteczności, zespoły głośnikowe, obudowy. Mikrofony: podstawowe parametry i charakterystyki skuteczności, charakterystyki kierunkowości, rodzaje konstrukcji, mikrofony ciśnieniowe i gradientowe. (4h)

Dźwięk przestrzenny. Standardy dźwięku przestrzennego. Wielokanałowe systemy odsłuchowe. Realizacja nagrań przestrzennych. Macierze mikrofonowe i głośnikowe. Modelowanie, symulacja i auralizacja dźwięku przestrzennego. (3h)

Hałas i ochrona przed hałasem. Definicja i charakterystyka hałasu. Normy dotyczące ochrony przed hałasem, dopuszczalne i graniczne wartości poziomu dźwięku na stanowisku pracy oraz w środowisku. Ochrona przed hałasem, środki organizacyjne i indywidualne (2h)

Analogowe i cyfrowe systemy foniczne. Przykładowe elementy toru fonicznego: przedwzmacniacze, tłumiki, filtry i korektory. Szumy i zniekształcenia w systemach fonicznych Specyfika pomiarów akustycznych. Pomiary elektroakustyczne. Pomiary obiektywne i słuchowa ocena jakości dźwięku. (4h)

Podstawy techniki studyjnej. Elementy toru fonicznego w studio nagrań. Etapy realizacji nagrań: rejestracja, edytowanie, miksowanie, dodawanie efektów, mastering. (3h)

Podstawy techniki nagłośnieniowej. Wybrane elementy toru fonicznego. Etapy realizacji nagłośnień: analiza, kalibracja charakterystyki przenoszenia, ustawianie proporcji, regulacje barwy, regulacja panoramy, ustawienie odsłuchów scenicznych. (2h)

Zajęcia opisane wyżej będą zawierały w dużym stopniu (około 50% czasu zajęć) elementy warsztatowe, nadające tym zajęciom charakter zajęć zintegrowanych. Przykładowo:

• podczas dwóch pierwszych wykładów studenci będą realizować zadania symulacyjne w środowisku Matlab ilustrujące istotę omawianych zjawisk,
• w trakcie wykładu poświęconego psychoakustyce przeprowadzone będą podstawowe badania psychoakustyczne ilustrujące omawiane zjawiska,
• podczas omawiania zagadnień związanych z akustyką wnętrz przeprowadzane będą symulacje wybranych pomieszczeń ilustrujące omawiane zjawiska i metody analizy pola akustycznego,
• podczas wykładu poświęconego hałasowi studenci będą przeprowadzać pomiary i symulacje ilustrujące pojęcie poziomu równoważnego i dozy hałasu,
• podczas omawiania analogowych i cyfrowych systemów fonicznych przeprowadzane będą symulacje wybranych układów elektronicznych obrazujące ich parametry,
• zagadnienia związane z pracą w studio nagraniowym zostaną szczegółowo omówione podczas pokazu, na którym studenci poznają podstawowe etapy pracy w studio nagraniowym przy realizacji nagrania dźwiękowego.

LABORATORIA:

Badanie właściwości sygnałów fonicznych. Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych właściwości różnego rodzaju sygnałów akustycznych, analogowych i cyfrowych (3h).

Badanie właściwości przetworników elektroakustycznych. Celem ćwiczenia jest poznanie i wykonanie podstawowych pomiarów podstawowych parametrów głośników i mikrofonów. (3h).

Symulacje właściwości akustycznych wnętrz. Celem ćwiczenia jest poznanie narzędzi pozwalających na symulację warunków akustycznych we wnętrzach i wykonanie symulacji akustyki wybranego pomieszczenia oraz zaproponowanie jego adaptacji akustycznej. (3h)

Badanie właściwości akustycznych wnętrz. Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych rodzajów pól akustycznych we wnętrzach oraz parametrów stosowanych do ich opisywania. W ramach ćwiczenia wykonywane są pomiary parametrów pola akustycznego we wnętrzach o różnych właściwościach pogłosowych (3h)

Badania właściwości psychoakustycznych. Celem ćwiczenia jest przeprowadzenie pomiaru podstawowych cech słuchu w zakresie progu słyszenia, maskowania, głośności i prawa Webera-Fechnera. Ćwiczenie obejmuje pomiary z zakresu audiometrii klinicznej, maskowania i percepcji głośność (3h)

1. J. Blauert, N. Xiang, Acoustics for Engineers 2nd edition, Springer-Verlag, 2014
2. A. Dobrucki, Przetworniki elektroakustyczne, WNT 2007
3. F. A. Everest, The Master Handbook of Acoustics, TAB Books, 2009
4. T. Holman, Sound for Film and Television 3rd edition, 2010
5. U. Jorasz, Wykłady z psychoakustyki, WN UAM 1998
6. T. D. Rossing (ed.), Springer Handbook of Acoustic 2nd edition, Springer 2014
7. K. Sztekmiler, Posdtawy nagłośnienia i realizacji nagrań, WKŁ 2008
8. Z.Żyszkowski, Miernictwo Elektroakustyczne, WNT 1987.