Akademia Górniczo-Hutnicza logotyp
pl en
en
Electroacoustics
Course description sheet

Basic information

Field of study
Acoustic Engineering
Major
-
Organisational unit
Faculty of Mechanical Engineering and Robotics
Study level
First-cycle (engineer) programme
Form of study
Full-time studies
Profile
General academic
Didactic cycle
2025/2026
Course code
RIAKS.Ii8.02507.25
Lecture languages
Polish
Mandatoriness
Obligatory
Block
Core Modules
Course related to scientific research
Yes
Course coordinator
Maciej Kłaczyński
Lecturer
Maciej Kłaczyński, Grażyna Wszołek, Wiesław Wszołek, Artur Flach
Period
Semester 4
Method of verification of the learning outcomes
Exam
Activities and hours
Lectures: 28
Laboratory classes: 28
Number of ECTS credits
4

Goals

C1 Celem jest zapoznanie studentów z budową i zasadą działania mikrofonów, głośników, obudów głośnikowych, zestawów głośnikowych, zwrotnic elektrycznych, kolumn głośnikowych, głośników tubowych i słuchawek.

Course's learning outcomes

Code Outcomes in terms of Learning outcomes prescribed to a field of study Methods of verification
Knowledge – Student knows and understands:
W1 Ma poszerzoną wiedze z zakresu elektroakustyki, zna modele analogii mechanicznej, elektrycznej i akustycznej oraz synteze tych modeli. IAK1A_W04, IAK1A_W06, IAK1A_W07, IAK1A_W15 Activity during classes, Test, Examination
W2 Ma poszerzoną wiedzę na temat przetworników elektroakustycznych, zasady ich działania, budowy i zastosowania. IAK1A_W06, IAK1A_W08, IAK1A_W15, IAK1A_W17, IAK1A_W20 Activity during classes, Execution of laboratory classes, Test, Examination
W3 Ma ogólną wiedze z zakresu techniki nagłaśniania przestrzeni otwartej oraz pomieszczeń zamknietych. IAK1A_W12, IAK1A_W17, IAK1A_W19, IAK1A_W20, IAK1A_W21 Activity during classes, Test, Examination
Skills – Student can:
U1 Posiada umiejętności w zakresie techniki nagłośnieniowej, potrafi dobrać elementy składowe toru akustycznego, wykonać pomiaru testowe. IAK1A_U08, IAK1A_U15, IAK1A_U24, IAK1A_U25 Activity during classes, Execution of laboratory classes, Test, Examination, Report
U2 Posiada umiejętność w zakresie planowania, przeprowadzania i analizy wyników pomiarowych w zastosowaniu do oceny typowych przetworników elektroakustycznych. IAK1A_U05, IAK1A_U07, IAK1A_U08, IAK1A_U17, IAK1A_U31 Activity during classes, Execution of laboratory classes, Test, Examination, Report
Social competences – Student is ready to:
K1 Potrafi współdziałać w grupie i pracować zespołowo w zakresie przygotowania, realizacji i raportowania wyników kontroli toru akustycznego stosowanego w technice nagłośnieniowej. IAK1A_K01, IAK1A_K02, IAK1A_K05, IAK1A_K06 Activity during classes, Execution of laboratory classes, Report

Student workload

Activity form Average amount of hours* needed to complete each activity form
Lectures 28
Laboratory classes 28
Preparation for classes 30
Realization of independently performed tasks 20
Examination or final test/colloquium 2
Preparation of project, presentation, essay, report 10
Student workload
Hours
118
Workload involving teacher
Hours
56

* hour means 45 minutes

Program content

No. Program content Course's learning outcomes Activities
1.

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.

 W1, W2, W3, K1 Lectures
2.

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.

 W2, W3, U1, U2 Laboratory classes

Extended information/Additional elements

Teaching methods and techniques :

Lecture, Practice method (doing tasks at the blackboard), Discussion, Group work, E-learning, Lectures

Activities Methods of verification Credit conditions
Lectures Activity during classes, Execution of laboratory classes, Test, Examination, Report Pozytywna ocena z egzaminu i laboratoriów.
Lab. classes Activity during classes, Execution of laboratory classes, Test, Examination, Report 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.

Rules of participation in given classes, indicating whether student presence at the lecture is obligatory

Lectures: 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. Laboratory classes: 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.

Literature

Obligatory
  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

Scientific research and publications

Research
  1. Wzorcowanie przyrządów do pomiarów akustycznych; kalibratorów akustycznych, mikrofonów pomiarowych, mierników poziomu dźwięku, filtrów pasmowych.
Publications
  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. 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. 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