Detail předmětu

Low-frequency and Audio Electronics

FEKT-CNFEAk. rok: 2009/2010

Úvod do nízkofrekvenční elektroniky a základy akustiky. Nízkofrekvenční přenosový řetězec. Mikrofony a reproduktory. Třídy a vlastnosti zesilovačů v nízkofrekvenční elektronice. Předzesilovače, korekční zesilovače a nízkofrekvenční filtry. Zvláštní zesilovače pro kompresi a expanzi dynamiky. Redukce šumu v analogových obvodech. Koncové a výkonové zesilovače (diskrétní, integrované, digitální). Vybrané metody analogových měření. Analogový záznam nízkofrekvenčního signálu (CC). Digitální zpracování nízkofrekvenčních signálů. A/D a D/A převodníky a DSP zpracování v nízkofrekvenční technice. Digitální záznam bez redukce datového toku (CD-A, DAT). Redukce datového toku a komprimace audio signálu (MPEG, ATRAC, PASC). Digitální záznam s redukcí datového toku (AC-3, DTS, DCC, MD) a formáty s vysokým rozlišením (SACD, DVD-A). Digitální rozhlasové vysílání (T-DAB a DRM).

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Teoretické i praktické znalosti z oblasti analogové a digitální nízkofrekvenční techniky a elektroniky.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Pro udělení zápočtu je nutné absolvovat laboratorní cvičení. Kontrolní testy jsou nepovinné. Závěrečná zkouška je písemná. Laboratorní cvičení jehodnoceno 30 body, závěrečná zkouška 70 body. Celkový počet bodů je max. 100 bodů.

Osnovy výuky

Přednášky:
1. Organizace předmětu. Úvod do nízkofrekvenční elektroniky.
2. Nízkofrekvenční přenosový řetězec (záznam, zpracování a reprodukce audia).
3. Principy elektroakustiky a elektroakustických měničů - mikrofony a reproduktory.
4. Třídy a vlastnosti zesilovačů pro nízkofrekvenční elektroniku (A, AB, B, D, T).
5. Předzesilovače pro audio, přepínání vstupů, fyziologická regulace hlasitosti.
6. Korekční zesilovače a vícepásmové filtry, korekce hloubek a výšek, ekvalizery.
7. Koncové a výkonové zesilovače, digitální zesilovače s PWM modulací a ZV.
8. Digitální zpracování nízkofrekvenčních signálů a audia.
9. A/D a D/A převodníky pro audio a DSP zpracování.
10. Digitální záznam bez redukce datového toku (PCM, CD-Audio, SACD, DVD-Audio).
11. Digitální záznam s redukcí datového toku (MD, MPEG, Doby Digital, DTS)
12. Princip komprimace zvukových signálů (MP3, ACC, WMA, OGG, ATRAC a další).
13. Standard pro digitální rozhlasové vysílání T-DAB a DRM.

Laboratorní cvičení:
1. Vstupní audio zesilovač s nastavitelnou citlivostí a korekcí RIAA.
2. Korekční zesilovač hloubek a výšek s fyziologickou korekcí.
3. Digitální výkonový zesilovače ve třídě T s PWM.
4. Stereofonní aktivní výhybka pro satelity a subwoofer s nastavitelným kmitočtem.
5. Princip digitálního koncového zesilovače ve třídě D a PWM modulací.
6. Digitální vícepásmový ekvalizér a limiter pro audio signál řízený pomocí PC.
7. A/D a D/A převod nízkofrekvenčního signálu s volitelnými parametry konverze.
8. D/A převodník CD přehrávače měřený audio analyzátorem Audio Precision.

Učební cíle

Cílem kurzu je získání teoretických i praktických znalosti z oblasti analogové a digitální nízkofrekvenční techniky a elektroniky.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BC bakalářský

    obor BC-EST , 2. ročník, letní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D.

Osnova

Úvod do nízkofrekvenční elektroniky a základy akustiky. Nízkofrekvenční přenosový řetězec. Mikrofony a reproduktory. Třídy a vlastnosti zesilovačů v nízkofrekvenční elektronice. Předzesilovače, korekční zesilovače a nízkofrekvenční filtry. Zvláštní zesilovače pro kompresi a expanzi dynamiky. Redukce šumu v analogových obvodech. Koncové a výkonové zesilovače (diskrétní, integrované, digitální). Vybrané metody analogových měření. Analogový záznam nízkofrekvenčního signálu (CC). Digitální zpracování nízkofrekvenčních signálů. A/D a D/A převodníky a DSP zpracování v nízkofrekvenční technice. Digitální záznam bez redukce datového toku (CD-A, DAT). Redukce datového toku a komprimace audio signálu (MPEG, ATRAC, PASC). Digitální záznam s redukcí datového toku (AC-3, DTS, DCC, MD) a formáty s vysokým rozlišením (SACD, DVD-A). Digitální rozhlasové vysílání (T-DAB a DRM).

Cvičení odborného základu

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D.

Osnova

Praktické výpočty šumových vlastností zesilovačů, použití bipolárních a unipolárních prvků a integrovaných obvodů v oblasti nízkofrekvenční elektroniky.
Návrh statických vlastností nízkofrekvenčních zesilovačů.
Návrh dynamických vlastnosti nízkofrekvenčních zesilovačů, řešení zpětných vazeb.
Kontrolní test č. 1.
Použití integrovaných obvodů v nízkofrekvenční elektronice.
Návrh integrovaných koncových zesilovačů.
Návrh digitálních koncových zesilovačů.
Kontrolní test č. 2.

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D.

Osnova

Měření vlastností vstupního zesilovače s lineárními korekcemi a korekcemi RIAA.
Měření vlastností pasivního a aktivního korekčního zesilovače (equalizeru) pomocí PC a zvukové karty.
Měření vlastností koncového zesilovače v diskrétním a integrovaném provedení.
Měření vlastností digitálního koncového zesilovače ve třídě T.
Měření vlastností CD rekordéru analyzátorem Audio Precision P1DD.
Měření vlastností nízkofrekvenčních obvodů analyzátorem Audio Precision ATS-2.
Komprimace zvukových signálů v oblasti číslicové nízkofrekvenční elektroniky.