Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Elektroakustyka
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RIAK-1-406-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Akustyczna
Semestr:
4
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr hab. inż, prof. AGH Kłaczyński Maciej (mklaczyn@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Elektroakustyka łączy w sobie elementy akustyki i elektroniki, zajmując się przetwarzaniem fali akustycznej na prąd elektryczny i na odwrót za pomocą przetworników elektroakustycznych.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Ma poszerzoną wiedze z zakresu elektroakustyki, zna modele analogii mechanicznej, elektrycznej i akustycznej oraz synteze tych modeli. IAK1A_W04, IAK1A_W15, IAK1A_W06, IAK1A_W07 Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
M_W002 Ma poszerzoną wiedzę na temat przetworników elektroakustycznych, zasady ich działania, budowy i zastosowania. IAK1A_W17, IAK1A_W15, IAK1A_W06 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_W003 Ma ogólną wiedze z zakresu techniki nagłaśniania przestrzeni otwartej oraz pomieszczeń zamknietych. IAK1A_W21, IAK1A_W19, IAK1A_W12, IAK1A_W17 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Posiada umiejętności w zakresie techniki nagłośnieniowej, potrafi dobrać elementy składowe toru akustycznego, wykonać pomiaru testowe. IAK1A_U15, IAK1A_U24, IAK1A_U08 Aktywność na zajęciach,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Kolokwium,
Sprawozdanie
M_U002 Posiada umiejętność w zakresie planowania, przeprowadzania i analizy wyników pomiarowych w zastosowaniu do oceny typowych przetworników elektroakustycznych. IAK1A_U17, IAK1A_U05, IAK1A_U07, IAK1A_U08 Kolokwium,
Sprawozdanie,
Aktywność na zajęciach,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Potrafi współdziałać w grupie i pracować zespołowo w zakresie przygotowania, realizacji i raportowania wyników kontroli toru akustycznego stosowanego w technice nagłośnieniowej. IAK1A_K01, IAK1A_K06 Aktywność na zajęciach,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
56 28 0 28 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Ma poszerzoną wiedze z zakresu elektroakustyki, zna modele analogii mechanicznej, elektrycznej i akustycznej oraz synteze tych modeli. + - - - - - - - - - -
M_W002 Ma poszerzoną wiedzę na temat przetworników elektroakustycznych, zasady ich działania, budowy i zastosowania. + - + - - - - - - - -
M_W003 Ma ogólną wiedze z zakresu techniki nagłaśniania przestrzeni otwartej oraz pomieszczeń zamknietych. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Posiada umiejętności w zakresie techniki nagłośnieniowej, potrafi dobrać elementy składowe toru akustycznego, wykonać pomiaru testowe. - - + - - - - - - - -
M_U002 Posiada umiejętność w zakresie planowania, przeprowadzania i analizy wyników pomiarowych w zastosowaniu do oceny typowych przetworników elektroakustycznych. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi współdziałać w grupie i pracować zespołowo w zakresie przygotowania, realizacji i raportowania wyników kontroli toru akustycznego stosowanego w technice nagłośnieniowej. + - - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 125 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 godz
Przygotowanie do zajęć 36 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 16 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (28h):
Program wykładów:

Część I Wprowadzenie
1. Rys historyczny
2. Podstawowe pojęcia, modele i układy akustyczne wykorzystywane w projektowaniu przetworników elektroakustycznych (potencjał akustyczny, dipol akustyczny, tłok w odgrodzie, falowody, tuby, rezonatory, impedancja akustyczna)
3. Drgania układów mechanicznych o jednym i wielu stopniach swobody (masa jednostkowa, struna, pręt, belka, membrana, płyta, powłoka)
4. Analogie wielkości i układów elektrycznych, mechanicznych i akustycznych
Elementy układów mechanicznych i akustycznych (bezwładnościowe, podatnościwe, stratnościowe).
5. Dwójniki i czwórniki elektryczne, mechaniczne i akustyczne. Filtry

Część II Mikrofony
1. Rodzaje i klasyfikacja mikrofonów. Rys historyczny.
2. Wielkości charakteryzujące właściwości mikrofonów i pomiary tych wielkości
3. Metody wzorcowania mikrofonów pomiarowych.
4. Kontrola metrologiczna mikrofonów i kalibracja akustycznych torów pomiarowych
5. Mikrofony pomiarowe do specjalnych zastosowań i ich akcesoria.

Część III Głośniki
1. Przetworniki elektroakustyczne – Głośniki
2. Obudowy głośnikowe;
3. Zwrotnice;
4. Przegląd rozwiązań technicznych w budowie zestawów głośnikowych;
5. Wzmacniacze.

Ćwiczenia laboratoryjne (28h):
Program ćwiczeń laboratoryjnych:

Część I – Wprowadzenie
1-4. Ćwiczenia tablicowe i obliczeniowe związane z wykładami.

Część II – Mikrofony
1. Wprowadzenie. Pokaz różnych typów mikrofonów, przed-wzmacniaczy, wzmacniaczy mikrofonowych, kalibratorów, pobudników elektrostatycznych, stanowiska kalibracyjnego firmy Norsonic typ 1504, akcesoriów (adaptery, osłony, itd.).
2. Wyznaczanie poziomu skuteczności ciśnieniowej mikrofonu metodą porównawczą z wykorzystaniem kalibratora wzorcowego.
3. Wyznaczanie charakterystyki częstotliwościowej skuteczności mikrofonu przy użyciu pobudnika elektrostatycznego.
4. Kalibracja akustycznego toru pomiarowego (mierników poziomu dźwięku) kalibratorem akustycznym do pomiarów w polu swobodnym i w polu dyfuzyjnym.
5. Wyznaczanie poprawek pola swobodnego mikrofonu pomiarowego;
a) wyznaczenie charakterystyki częstotliwościowej mikrofonu
w polu swobodnym (w komorze bezechowej),
b) wyznaczenie poprawek pola swobodnego przy wykorzystaniu danych z laboratorium nr 2.

Cześć III – Głośniki
1. Głośniki – pomiary podstawowe;
2. Głośniki – pomiary parametrów Thielle-Smalla;
3. Obudowy głośnikowe;
4. Zwrotnice;
5. Zestawy głośnikowe.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zaliczenie zajęć laboratoryjnych: uzyskanie pozytywnych oceń z każdej z III części, tj. I cz. – kolokwium, II i III cz. – sprawozdania i kartkówki.
Zasady zaliczeń poprawkowych ustala prowadzący każdą część zajęć laboratoryjnych.
Dopuszczenie do egzaminu: pozytywna ocena z zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych.
Oceną z zaliczenia zajęć laboratoryjnych jest średnia arytmetyczna z części I-III.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena z ćwiczeń laboratoryjnych (50%), ocena z egzaminu (50%).

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Zasady wyrównywania zaległości ustala prowadzący każdą z trzech część zajęć laboratoryjnych.
Wszystkie laboratoria muszą być zaliczone.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Ogólna wiedza z matematyki, fizyki, mechaniki, automatyki, cyfrowego przetwarzania sygnałów, przetworniki i pomiary wielkości elektrycznych, podstawy metrologii.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. M. Kleiner – Electroacoustics, CRC Press, 2013
2. F. Jacobsen – Sound intensity and its measurement and applications (dostępne w internecie),
3. L. Kinsler, A.Frey, A.Coppens, J.Sanders – Fundamentals of acoustics,
4. F. Fahy – Engineering Acoustics,
5. Handbook for sound engineers, part 3 – Electroacoustic devices, editor: G. Ballou,
6. Dobrucki A.: Przetworniki elektroakustyczne, WNT, 2007
7. Everest F.: Podręcznik akustyki, WSD Sp. z o.o., 2004
8. Żyszkowski Z.: Miernictwo akustyczne. WNT, 1987
9. Żyszkowski Z.: Podstawy elektroakustyki. WNT, 1984
10. Urbański B., Elektroakustyka w pytaniach i odpowiedziach, WNT, 1984

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Kłaczyński M., Vibroacoustic methods in diagnosis of selected laryngeal diseases, Journal Of Vibroengineering, vol. 17, issue 4, pp. 2089-2098, 2015
2. Kłaczyński M., Identification of Aircraft Noise During Acoustic Monitoring by Using 3D Sound Probes, Acta Physica Polonica A, vol. 125, issue 4A, pp. 144-148, 2014
3. Kłaczyński M., Wszołek T., Detection and classification of selected noise sources in long-term acoustic climate monitoring, Acta Physica Polonica A, vol. 121, no. 1-A, 179–182, 2012
4. Kłaczyński M., Wszołek W., Electroacoustic methods of determining the parameters of speech sound generator, Vibroengineering Procedia, vol. 3, s. 278–282, 2014
5. Wszołek W., Kłaczyński M., Electroacoustic methods in the vocal tract diagnostics, 4-th international conference “From scientific computing to computational engineering”, Athens, Greece, 7–10 July,2010 , s. 232–237.
6. Wszołek G., All-weather microphones – calibration and uncertainty evaluation methods, Acta Physica Polonica. A, 2011 vol. 119 no. 6–A, s. 1081–1085
7. Wszołek G., Barwicz W., Duminov S., Automatic measuring system for acoustical devices calibration in the free-field, Archives of Acoustics, 2006 vol. 31 no. 4 suppl., s. 397–402.
8. Engel Z., Wszołek G., Badania kontrolne przyrządów do pomiarów akustycznych, Przegląd Mechaniczny, 2002 R. 61 nr 3, s. 23–26.
9. Flach A., Chojnacki B., Identyfikacja zakłóceń wprowadzanych w trakcie pomiaru parametrów Thiele-Small’a głośnika dynamicznego, Postępy akustyki 2017, Polskie Towarzystwo Akustyczne. Oddział Górnośląski, 2017 s. 497–508
10. Zbrowski A., Samborski T., Kamiśiński T., Flach A., Felis J., Manipulator portalowy do pozycjonowania mikrofonu w komorze bezechowej, Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom ; Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, opis patentowy ; PL 224581 B1 ; Udziel. 2016-06-14 ; Opubl. 2017-01-31. — Zgłosz. nr P.406525 z dn. 2013-12-17. — tekst: http://patenty.bg.agh.edu.pl/pelneteksty/PL224581B1.pdf
11. Kamisiński T., Szeląg A., Pilch A., Brawata K., Rubacha J., Zastawnik M., Flach A., Nadsceniczny panel refleksyjny, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, opis patentowy ; PL 227198 B1 ; Udziel. 2017-06-06 ; Opubl. 2017-11-30. — Zgłosz. nr P.407925 z dn. 2014-04-17. — tekst: http://patenty.bg.agh.edu.pl/pelneteksty/PL227198B1.pdf
12. Kamisiński T., Flach A., Pilch A., Rubacha J., Zastawnik M., Układ do lokalizacji elektroakustycznych przetworników pomiarowych w przestrzeni pomieszczenia, zwłaszcza mikrofonów, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, opis patentowy ; PL 224727 B1 ; Udziel. 2016-07-07 ; Opubl. 2017-01-31. — Zgłosz. nr P.391882 z dn. 2010-07-19. — tekst: http://patenty.bg.agh.edu.pl/pelneteksty/PL224727B1.pdf

Informacje dodatkowe:

Brak