Akademia Górniczo-Hutnicza logotyp
pl en
pl
Elektroakustyka
Karta opisu przedmiotu

Informacje podstawowe

Kierunek studiów
Inżynieria Akustyczna
Specjalność
-
Jednostka organizacyjna
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom kształcenia
Studia inżynierskie I stopnia
Forma studiów
Stacjonarne
Profil studiów
Ogólnoakademicki
Cykl dydaktyczny
2025/2026
Kod przedmiotu
RIAKS.Ii8.02507.25
Języki wykładowe
polski
Obligatoryjność
Obowiązkowy
Blok zajęciowy
Przedmioty kierunkowe
Przedmiot powiązany z badaniami naukowymi
Tak
Koordynator przedmiotu
Maciej Kłaczyński
Prowadzący zajęcia
Maciej Kłaczyński, Grażyna Wszołek, Wiesław Wszołek, Artur Flach
Okres
Semestr 4
Forma zaliczenia
Egzamin
Forma prowadzenia i godziny zajęć
Wykład: 28
Ćwiczenia laboratoryjne: 28
Liczba punktów ECTS
4

Cele kształcenia dla przedmiotu

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

Efekty uczenia się dla przedmiotu

Kod Efekty w zakresie Kierunkowe efekty uczenia się Metody weryfikacji
Wiedzy – Student zna i rozumie:
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 Aktywność na zajęciach, Kolokwium, Egzamin
W2 Ma poszerzoną wiedzę na temat przetworników elektroakustycznych, zasady ich działania, budowy i zastosowania. IAK1A_W06, IAK1A_W08, IAK1A_W15, IAK1A_W17, IAK1A_W20 Aktywność na zajęciach, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Kolokwium, Egzamin
W3 Ma ogólną wiedze z zakresu techniki nagłaśniania przestrzeni otwartej oraz pomieszczeń zamknietych. IAK1A_W12, IAK1A_W17, IAK1A_W19, IAK1A_W20, IAK1A_W21 Aktywność na zajęciach, Kolokwium, Egzamin
Umiejętności – Student potrafi:
U1 Posiada umiejętności w zakresie techniki nagłośnieniowej, potrafi dobrać elementy składowe toru akustycznego, wykonać pomiaru testowe. IAK1A_U08, IAK1A_U15, IAK1A_U24, IAK1A_U25 Aktywność na zajęciach, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Kolokwium, Egzamin, Sprawozdanie
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 Aktywność na zajęciach, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Kolokwium, Egzamin, Sprawozdanie
Kompetencji społecznych – Student jest gotów do:
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 Aktywność na zajęciach, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Sprawozdanie

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.

Nakład pracy studenta

Rodzaje zajęć studenta Średnia liczba godzin* przeznaczonych na zrealizowane aktywności
Wykład 28
Ćwiczenia laboratoryjne 28
Przygotowanie do zajęć 30
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 20
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2
Przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10
Łączny nakład pracy studenta
Liczba godzin
118
Liczba godzin kontaktowych
Liczba godzin
56

* godzina (lekcyjna) oznacza 45 minut

Treści programowe

Lp. Treści programowe Efekty uczenia się dla przedmiotu Formy prowadzenia zajęć
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 Wykład
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 Ćwiczenia laboratoryjne

Informacje rozszerzone

Metody i techniki kształcenia :

Wykład, Metoda ćwiczebna (np. wykonywanie zadań przy tablicy), Dyskusja, Praca grupowa, Kształcenie zdalne, Mini wykład

Rodzaj zajęć Metody zaliczenia Warunki zaliczenia przedmiotu
Wykład Aktywność na zajęciach, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Kolokwium, Egzamin, Sprawozdanie Pozytywna ocena z egzaminu i laboratoriów.
Ćwiczenia laboratoryjne Aktywność na zajęciach, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Kolokwium, Egzamin, Sprawozdanie 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.

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.

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

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

Zasady udziału w poszczególnych zajęciach, ze wskazaniem, czy obecność studenta na zajęciach jest obowiązkowa

Wykład: 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: 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.

Literatura

Obowiązkowa
  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

Badania i publikacje

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