-------------------73 dB / 100 W76 dB / 200 W79 dB / 400 W

Izračunajte valne duljine za frekvencije: 32Hz, 1kHz, 20kHz?Primjer:

c=340m/s c=brzina zvuka f=frekvencija

Za koliko se promijeni razina zvučnog tlaka ako se zvučni tlak udvostruči, a za koliko ako se smanji na polovicu; za koliko se promijeni razina zvučnog intenziteta?

Razina zvučnog tlaka: Lp=20log(p/p0)Razina zvučnog inteziteta: L=10log(p2/I0*Zc)

Ako se zvučni tlak udvostruči: Lp1=20log(2p/p0), L1=10log((2p)2/I0*Zc))

Lp1-Lp=20log(2p/p0)-20log(p/p0)=20log((2p/p0)/(p/p0))=20log(2)=6,020599913 dB=> razina zvučnog tlaka uveća se za 6,02 dB

L1-L=10log((2p)2/I0*Zc))-10log(p2/I0*Zc)=10log((4p2/I0*Zc)/(p2/I0*Zc))=10log(4)=6,020599913 dB=> razina zvučnog inteziteta uveća se za 6,02 dB

Ako se zvučni tlak smanji na polovicu: Lp1=20log(p/2/p0), L1=10log((p/2)2/I0*Zc))

Lp1-Lp=20log(p/2/p0)-20log(p/p0)=20log((p/2/p0)/(p/p0))=20log(0,5)=-6,020599913 dB=> razina zvučnog tlaka smanji se za 6,02 dB

L1-L=10log((p/2)2/I0*Zc))-10log(p2/I0*Zc)=10log(((p2/4)/I0*Zc)/(p2/I0*Zc))=10log(0,25)=-6,020599913 dB razina zvučnog inteziteta smanji se za 6,02 dB

Kolika je ukupna razina zvučnog tlaka 3 zvučna izvora ako svaki ima razinu od 80 dB?

Lp1=20log(p1/p0)=80log(p1/p0)=4p1/p0=104

p1=104p0

p=√p12+p1

2+ p12=√3p1

2=p1√3=104p0√3Lp=20log(p/p0)=20log(104p0√3/p0)=20log(104√3)=84,77121255 dB

Kolika je razina zvučnog tlaka 2 zvučna izvora koji imaju 82 i 55 dB?

Lp1=20log(p1/p0)=82 Lp2=20log(p2/p0)=55

1

log(p1/p0)=4,1 log(p2/p0)=2,75p1/p0=104,1 p2/p0=102,75

p1=104,1p0 p2=102,75p0

p=√p12+p2

2=√104,1*2p02+102,75*2p0

2=√108,2p02+105,5p0

2=√p02(108,2+105,5)=p0√108,2+105,5

Lp=20log(p/p0)=20log(p0√108,2+105,5/p0)= 20log(√108,2+105,5)=82,00865668 dB

Izračunati vrijeme odjeka prostora na 1000 Hz u prostoru 230 m3, apsorpcija 28 sabina.

V=230 m3

A=28 sabinaT=0,163*V/A=0,163*230/28=1,3389 s

Izračunati razinu zvučnog tlaka na 15m od izvora zvuka, ako je 1m od izvora zvuka 90dB?

Analizirajte električni titrajni krug?

R – otporL – induktivitet XL=ωLC – kapacitet XC=1/ωCImpedancija: Z=√R2+(XL-XC)2

-------------------------------------------------------------------------------------------------------

Titraj – promjena položaja čestica ili visine tlaka između dvije vremenske točke u kojima su elongacija I smjer te promjene jednakeFaza titranja – trenutno stanje unutar titrajaPeriod titranja (T) – razmak vremena između dvije uzastopne jednake fazeAmplituda – najveća elongacija unutar perioda titranjaValna duljina – najmanja udaljenost između dvije točke iste faze u određenom trenutku vremenaFrekvencija - broj titraja u jedinici vremenaImpedancija -Elongacija -

Zvučni spektar – grafički prikaz frekvencijske raspodijele amplituda titranja zvučnog tlaka u nekom vremenskom periodu; postoje 2 vrste zvučnog spektra: linijski (složeni ton) i kontinuirani (šum).Spektar - linearni prikaz složenog tona;[Spektri = značajke signala Frekvencije = značajke sustava]

2

Zvučno polje – ovisi o tome gdje i kako nastaje dobija naziv:ako nastaje u slobodnom prostoru - slobodno zvučno polje;a ako je u prostoriji onda je to odječno;ovisi o tome da li smo blizu ili daleko od zvuka: blisko ili daleko zvučno polje- Prostorno područje u kojem su svakoj točki pridružene određene vrijednosti zvučnog tlaka i titrajne brzine česticedifuzno – ako u z.p. dolazi do dovoljnog broja refleksija, u njemu je gustoća zvučne energije jednako raspoređena, a tok zv. Energ. Je jednak u svim smjerovima

Zvučni val je zvuk u zraku koji predstavlja longitudinalno titranje molekula zraka oko ravnotežnog položaja, uslijed čega dolazi do periodične promjene tlaka zraka p oko vrijednosti atmosferskog tlaka po

Zvuk predstavlja elastične vibracije u plinovitim, krutim i tekućim sredinama, tj. Promjene parametara zvučnog polja: zvučni tlak, zvučna snaga, titrajna brzina, brzina širenja zvuka, jakost zvuka, gustoća zvučne energije.Širi se poput vala. U plinovima I tekucinama valovi su isključivo longitudinalni, dok u čvrstim tijelima mogu biti I transverzalni.Longitudinalni=valovi se šire u istom pravcu kao I čestice medija pri titranjuTransverzalni=čestice medija titraju okomito na smjer širenja valaBrzina zvuka u suhom zraku pod tlakom 1 atm i na temperaturi 20oC iznosi 343 m/s.Brzina zvuka u zraku ovisi o temperaturi zraka, tlaku zraka i gustoći zraka.

Vrste zvuka – ton: pravilna periodička oscilacija zvučnog tlaka koja podražava osjet sluha

a) čisti ton (sinusni) – harmonijska ili sinusna oscilacija koja ima samo jednu frekvenciju (jedan titraj)skoro se ne pojavljuje , ali se koristi se u mjerne svrheNpr. sinusni generator elektroničnih orgulja

b) složeni ton: periodička, neharmonijska oscilacija. Ton se sastoji od osnovne frekvencije , te više čistih tonova i sinusoida, može se rastaviti na osnovni ton I harmonike (po Fourierovu teoremu)Fourierov teorem=rastav složenog nepravilnog titraja na sinusoide titranjaHarmonici = ona frekvencija koja je višekratnik frekvencije osnovnog tonaSpektar složenog tona pokazuje raspodjelu amplituda osnovnog tona I harmonika među diskretne frekvencijeNpr. titrajuća žica violine

c) šum: nepravilno, neperiodičko titranje u kojem nema diskretnih frekvencija I stalnih amplituda.Njegov spektar nije linijski nego kontinuiranNpr. auto u vožnji

Prasak - posebna vrsta šuma, vrlo kratkotrajna zvučna pojava velika snage I strmog uspona.Npr. iskra

čujni zvuk 16 – 20 000 Hzinfrazvuk <16 Hzultrazvuk >20 000 Hzhiperzvuk > 10^10 Hz

3

Vrste zvuka ?Uzdušni zvukStrukturni zvukZvuk u vodi

KARAKTERISTIKE ZVUČNOG POLJA

OBJEKTIVNE

Zvučni tlak (P) – sila koja djeluje na neku površinu, to je izmjenični tlak koji se prilikom širenja zvučnog vala superponira atmosferskom tlaku.; jedinica: bar ili N/m2 (1 bar = 105 N/m2)Vrlo je mali u usporedbi sa atmosferskim tlakom.Najniži koje uho može izmjeriti 2*10^-5 N/m^2, tlak koji izaziva bolu uhu 20 N/m^2;Zvučni tlak opada proporcionalno udaljenosti; ako je dvostruka udaljenost pada dvostruko.

Brzina Širenja zvuka – u zraku 340 m/s, ovisi o temp, tlaku i vlažnosti;C ≈ 331,4+0.6 t (m/s)U plinovima ovisi o tlaku I gustoći plina, odn. o apsolutnoj temperaturi I o omjeru njegovih specifičnih toplina.U tekućinama ovisi o adijabatskoj kompresibilnosti tekućine k i gustoći mirne tekućine qo (ro)c= √1/k*qo - u vodi cca 1500 m/s

jakost zvuka (zvučni intenzitet) (I) – količina zvučne energije koja u jedinici vremena prostruji kroz plohu od 1 m^2 postavljenu okomito na smjer širenja zvuka.

Zvučna ili akustična snaga (Pa) – zvučna energija koja u 1 sekundi prostruji kroz plohu veličine S postavljenu okomito na smjer strujanja energije P=A*I =A*p*v =A*p^2/qo*c [W]

Akustični otpor (Rak) - odgovara električnom otporu. On je zanemarljivo mali za cijevi polumjera većeg od0,1 cm. Iz istog razloga akustički otpor je vrlo velik za cijevi vrlo malog promjera. Zato su tvari sa uskim porama, npr. textilni materijali dobri apsorberi zvuka.Rak = q0*c

Gustoća zvučne energije (E) – vremenska srednja vrijednost zvučne energije po jediničnom volumenu, sastoji se od dvije energijeE=I/C (1 Ws/m^3 = N/m^2)

titrajna brzina čestice (v) – brzina kojom čestica pri titranju prolazi kroz određeni položaj. Titrajna brzina u zraku je 20 N/m, a maximalna titrajna brzina 0.05 mls (10 Pa)

-----------------------

Djelovi uha:vanjsko uho (prilagođava i pojačava zvuk, lokalizacija smjera dolaska zvuka)- ušna školjka- slušni kanal (zvukovod)- bubnjić je debljine oko 0,1 mm

Školjka i zvukovod čine lijevak koji na srednjim visokim frekvencijama pojačavaju zvuk. To je složeni rezonantni sustav koji djeluje u ovisnosti o smjeru upada zvučnog vala, njegovoj frekvenciji, te razini zvučnog tlaka. Kroz zvukovod se širi longitudinalni val. Rezonantna frekvencija kanala je oko 3500 Hz. Bubnjić je debljine oko 0,1 mm. To je eliptična membrana u obliku plitkog lijevka s ispupčenjem prema srednjem uhu.

4

srednje uho - slušne koščice: čekić, nakovanj i stremen (pretvorba zvučne u mehaničku energiju)- ovalni prozorčić- eustahijeva cijev (izjednjačava zvučni tlak i otvara se kod gutanja i zijevanja)

Titranje bubnjića prenosi se na slušne koščice: prva je čekić i spojena je sa sredinom bubnjića te se zajedno s njim pokreće oko osi na obodu bubnjića. Gibanje čekića se prenosi na nakovanj, a s nakovnja na stremen koji dalje prenosi gibanje na ovalni prozorčić. Slušne košćice pri tome služe kao pojačalo tlaka. Eustahijeva cijev koja je spojena sa ždrijelom služi za izjednačavanje statičkog tlaka unutrašnjeg i vanjskog uha.

unutarnje uho (analiza zvuka I pretvaranje u slijed nervnih impulsa)[služi za stvaranje osjeta sluha, te za osjet ravnoteže]

- polukružni kanal (ne sudjeluje u zvučnom procesu, ali utječe na osjet ravnoteže)- predvorje- pužnica – najsloženija – pretvara zvučni podražaj u napone

Prvo je predvorje, koje se spaja s pužnicom. U predvorju se nalaze torbica i vrećica. Pužnica sadrži oko 2,5 zavoja spiralnog kanala u kojem se nalazi spiralno zavijena cijev, spojena s vrećicom. Polukružni kanali smješteni su u međusobno okomitim ravninama, a u njima se nalaze membraniozne cijevi koje su spojene s torbicom. S torbicom i vrećicom spojena je i endolimfatska vrećica, koja služi za izjednačavanje tlaka tekućine koja ispunjava membraniozni dio.Unutrašnje uho služi za stvaranje osjeta sluha, te za osjet ravnoteže.

Uho – može obuhvatiti raspon tonova od 8 oktava

Slušni / zvučni proces – zvučna energija pretvara se u mehaničku tako što probuđen zvukom bubnjić titra, i prenosi titraje putem slušnih koščica na ovalni prozorčić pužnice. Kako je tlak na ovalnom prozorčiću 10 – 20 puta veći [ jer bubnjić pod utjecajem zvuka vibrira, a slušne košćice predstavljaju polugu nejednakih krakova ] dolazi do pojačanja zvuka što omogućuje osjet i najslabijih titraja. Periferni organ sluha, Bazilarna membrana vrši spektralnu analizu zvučnog vala odnosno prostorno po svojoj duljini razlaže kompletan val u sinosuidne komponente. [Na koji način uho lokalizira zvučni izvor?] Tonovi različite frekvencije djeluju na različite djelove Bazilarne membrane. Dakle, ovisno o frekvenciji zatitra određeni dio membrane i uzdrma osjetljive, cilijarne stanice Cortijevog organa. Iz cilijarnih stanica stresne dlačice koje se drmaju taru o pokrovnu membranu, te nastaju električni signali koji u obliku impulsa podražuju slušni živac u mozgu. Signali se dekodiraju i pretvaraju u slušni osjet.

Razina jakosti zvuka (L) izražava se u odnosu prema njenoj vrijednosti na pragu čujnosti pri frekvenciji 1000 HzL=10 log (I/Io) dB

Razina zvučnog tlaka (Lp) je logaritam omjera između mjerne vrijednosti zvučnog tlaka p i referentnog tlaka po tj zvučnog tlaka na pragu čujnosti na frekvenciji 1000 HzLp=20 log (P/Po) dB

Razina zvučne snage Lpa = 10 log (P/Po) dB

Razina titrajne brzine Lv = 20 log (V2/V1) dB

Razina zvučne snage i tlakaOmjer između dvije vrijednosti zvučnog tlaka ili jakosti zvuka izražava se obično logaritamski, u decibelima. Dekadski logaritam omjera izražen u decibelima, najprije je i upotrijebljen u elektroakustici. Taj je način izražavanja relativnih vrijednosti u tom slučaju vrlo prikladan ne samo zbog velikog raspona

5

numeričkih vrijednosti tih veličina između praga čujnosti i granice bola nego i zbog logaritamske karakteristike mehanizma primanja zvuka.

Dinamika – omjer između največe I najmanje [barem 10% veći od smetnje, do 20%] jakosti zvuka. Vrlo je važna za reprodukciju zvuka, kao odnos između najglasnijeg I najtišeg zvuka u reprodukciji.Prosječna dinamika govora je 40 dBDinamika=10log (I max / I min) [dB]

Decibeli - nisu mjerna jedinica, već se njima iskazuje logaritamski omjer dviju istovrsnih veličina.To je logaritamski odnos snaga između ulaza I izlaza prijenosnog sustava uz pretpostavku da su faktori snage obiju impedancija jednaki.

? Broj decibela=10 log (P2/P1)=> 10log (U22/U12)+10log (Z1/Z2)=>20log (U2/U1)+10log (Z1/Z2) =>20log (U2/U1)

Osnovne karakteristike tona: (subjektivna akustika)

SUBJEKTIVNE

Razina glasnoće – izražena je u bezdimenzijskim jedinicama fonOvisi o zvučnom intenzitetu, odnosno o efektivnoj vrijednosti zvučnog tlakaGlasnoća nekog zvuka mjeri se tako da se uspoređuje s glasnoćom tona frekvencije na 1000 Hz[ fon I dB su jednaki samo na frekvencijama od 1000 Hz ]

Fon=bezdimenzijska jedinica analogna decibelima kojom se izražava razina glasnoće tona od 1000 HzRazlog uvođenja fona je taj što uho različite frekv čuje različito glasno.

Son=jedinica za mjerenja razine glasnoće na skali glasnoće. Ta skala polazi od osobina sluha. Upotrebljava se zbog neprikladnosti fonske ljestvice za potrebe ocjenjivanja glasnoće.Porastu razine od 10 fona odgovara povišenje glasnoće na dvostruki broj sona.

Prag čujnosti=0 dBObičan razgovor=40 - 50 dBBolna buka=130 dB (hitac iz puške pored uha)

Visina tona=psihoakustična veličina po kojoj se dva tona mogu razlikovati kao dublji I viši.Na visinu tona utječu glasnoća I duljina trajanja.Doživljeni je to to viši sto je viša frekvencija titranja.Interval = razlika u tonskoj visini

Boja tona=omogućuje razlikovanje tonova iste glasnoće I visine, različitih instrumenata. Određena je brojem, frekvencijom I relativnom jakošću harmonika osnovnog tona te spektrom tona. Ovisi o harmoničkom sadržaju zvuka, tranzijentnim pojavama I faznom odnosu između komponenti

Izofone=krivulje jednake razine glasnoće izražene u fonima

Referentna vrijednost zvuka na pragu čujnosti je Io=10^-12 W/m^2

----------------------------Lokalizacija zvuka – čovjek svakim uhom pojedinačno osjeća glasnoću, visinu I boju tona. Međutim, za prostorno lokaliziranje uha potrebna su 2 uha, a ostvaruje se razlikom u glasnoći, ralikom u fazi I razlikom u vremenu.Razlika u fazi – kada zvuk pod određenih kutom dolazi do slušatelja, zvučni val ne stiže do oba uha u isto vrijeme. Pri čistim tonovima to se može prikazati kao razlika u fazi između valova koji dolaze na oba uha – ovisi I o frekvenciji, a ne samo od udaljenosti jednog uha od drugog I položaju glave.Ljudsko uho razlikuje više od 20 000 tonova.Zvuk je lakse lokalizirati na temelju kompleksnog zvuka nego cistog tona

6

Dinamička karakteristika uha (skica) – ljudsko uha ne prima jednako dobro zvukove svih frekvencija. Kod nižih I kod jako visokih frekvencija potrebno je da zvuk ima jači intenzitet da bi u ljudskom uhu proizveo jednak nadražaj.

efekt maskiranja – pojava da ton na određenoj frekvenciji dovoljno jakog intenziteta "maskira" tiše tonove sličnih, "susjednih" frekvencija. Npr, ukoliko istodobno imamo ton na 1000Hz intenziteta 70 dB i ton 990Hz intenziteta 30dB, ovog drugog nećemo čuti. Taj efekt se najvise primjenjuje prilikom kodiranja zvučnog zapisa metodama koje koriste algoritme za redukciju podataka (npr: MP3) - frekvencije u zvučnom zapisu koje se ionako neće čuti algoritam za redukciju podataka izbacuje i time se ostvaruje značajna ušteda na prostoru.

POJAVE PRILIKOM ŠIRENJA ZVUKA

doplerov efekt – pojava koje se očituje u promjeni visine tona zbog kretanja zvučnog izvora.Ako nam se izvor zvuka približava zvučni se valovi zgušnjavaju tj povečava im se frekvencija, I obrnuto.

Refleksija – zvuk se odbija od ravne čvrste plohe. Ako je ploha konveksna, zvuk se disperzira (raspršuje). Refleksija je bolja ako je ploha glatkija I veće gustoće.Ako je površina konkavna dolazi do usnopljavanja zvuka.Refleksija dovodi do produljenja trajanja zvuka što se naziva ODJEK. JEKA je veče produljenje trajanja zvuka, a javlja se ako je prepreka udaljena više od 17m.

Difrakcija ili zaobilaženje – pojava savijanja ili ogiba zvuka. Zvuk se jednim dijelom odbija od zapreke, a može ju I zaobići. Difrakcija je obrnuto proporcionalna s visinom tona (frekvencijom zvučnog vala)

Refrakcija ili promjena smjera – pojava promjene smjera zvuka koja se dešava uslijed promjene medija kojim se zvuk kreće (npr: skretanje zvuka pod utjecajem vjetra)

Apsorpcija – pojava upijanja zvuka koja se javlja prilikom refleksije, kada jedan dio zvučne energije bude predan materiji od koje se zvuk reflektira.

Interferencija – uzajamno djelovanje dva vala koji se susreću. Ako im se faze preklope dolazi do zbrajanja po amplitudi, a ako su protufazni, njihove se amplitude oduzimaju.

Stojni val – pojava koja nastaje kada se dva vala iste amplitude I frekvencije susretnu pri čemu nastaje mjestimično poništavanje (nule) I pojačavanje (maksimumi) zvuka. Ovo se dešava pri refleksiji. Očituje se kao potpuna odsutnost zvuka u nekim djelovima prostora. Izbjegava se tako da se zidovi prostorije ne postavljaju paralelno.

Treptaj – pojava da ako imamo 2 slična vala λ1 ≈ λ2 čut ćemo samo jedan ton, a amplituda će se mjenjati od min do max vrijednosti.(ako razlika nije veća od 20 Hz čut ćemo jedan ton)

vrijeme odjeka – vrijeme potrebno da nakon prestanka djelovanja zvučnog izvora jakost zvuka opadne za 60 dB. Ovisi o volumenu, apsorpciji plohe I predmetima u prostorijiVrijeme odjeka može se izračunati po empirijskoj formuli koja vrijedi samo za relativno ječne prostore:T=0,163*V/A [s] V – volumen prostorije [m3] A – ukupna apsorpcija [sabine]

Kuglasti val – zvučni val koji se širi radijalno iz jedne točke u svim smjerovima. Na velikim udaljenostima od izvora zvuka kuglasti val postaje ravni zvučni val, jer je oplošje kugle u usporedbi s dimenzijama prijemnika (uha, mikrofona) ondje praktički ravno.

Bijeli šum – zvuk koji ima kontinuirani spektar od 20 – 20kHzEnergija mu je raspodjeljena među sve frekvencije frekvencijskog pojasa određene širine

--------------

7

Paramenti koji određuje kvalitetu prostora odnosnoakustična svojstva prostora:

Oblik prostorije – odnosi se na sve plohe prostorije. Svaka je prostorija složeni rezonantni sistem, pa zbog rezonantnih pojava (stojnih valova) dolazi do nejednolike raspodjele zvučnog tlaka, a da do nje ne bi došlo zvuk treba dolaziti do željenog mjesta što kraćim putem. Tako su trapezaste prostorije povoljne, dok kružne nisu.

Volumen prostorije – svakom izvoru zvuka odgovara određeni volumen prostorije. Povećanjem volumena povećava se unutarnja površina (apsorpcija zvuka) pa je uz istu isijanu akustičnu snagu razina glasnoće manja. Osnova za određivanje volumena koncertnih dvorana jest specifični volumen tj volumen po slušaocu.Optimalni specifični volumen = 7 – 8 m^3 po osobi.

Odjek ili REVERBERACIJA – exponencijalno opadanje jakosti zvuka nakon što prestane djelovati izvor zvuka. Dolazi do toga jer se jedan dio zvučne energije apsorbira u zidovima I predmetima , dok se drugi reflektira, pa kad se izvor zvuka ugasi u zraku ostaje reflektirani dio koji postepeno opada do nule.

Da bi se osigurala dobra akustika:1. u prostoriji ne smije bit ni unutarnje ni vanjske buke2. razine glasnoće mora biti približno jednaka na svim mjestima, zvuk mora biti dovoljno glasan3. ne smije doći do neželjenih rezonancija u prostoriji4. odjek ne smije biti ni prevelik ni premalen5. ni na kojem mjestu ne smije dolaziti do pojave više uzastopnih odvojenih jeka

Slušna ploha – [skica]Obitelj krivulja jednake glasnoće, s donje strane omeđena s granicom čujnosti, s gornje s pragom boli, s lijeve donja čujna, a s desne gorna čujna frekv.Prag čujnosti (donja krivulja) je najmanji razina zvučnog tlaka koju na pojedinim frekvencijama uho može detektirati.Prag boli (gornja krivulja) je najveća razina zvučnog tlaka koja se na pojedinim frekvencijama smije dovesti uhu, a da se ne osjeća neugodnost ili da se uho ne ošteti

Izobličenja elektroakustičnih uređaja – nepoželjna promjena signala u toku njegova prijenosa I obrade.Do izobličenja dolazi kad frekv. Karakteristika sistema kojim se prenosi signal nije pravocrtna I horizontalna.

Linearna=nastaju kad se cijeli frekv. Spektar signala ne pojačava ili oslabljuje podjednako. Dolazi do zapostavljanja pojedinih frekv. Područja. Pri tome se mjenjaju samo amplitude i/ili faze na pojedinim frekvencijama, a ne pojavljuju se neke nove komponente. Uho osjeća lin. Izobličenja kao promjenu boje tona.

Nelinearna = (Harmonička, intermodulacijska, tranzijentna)Nastupaju kad je prijenosna karakteristika sistema zakrivljena, te će ulazni signal nakon prolaska kroz takav sistem biti izobličen. Analiza takvog signala pokazuje da se on sastoji od osnovnog signala I niza harmonika. Simetrično nelin. Izobličenje – kad je izlazni signal u odnosu prema ulaznom simetrično izobličen. Dobivaju se neparni harmonici.Nesimetrično nelin. Izobličenje – daje nesimetrična prijenosna karakteristika. Dobivaju se parni harmonici.

8

Tranzijentna izobličenja=nastaje kao rezultat brzih promjena amplituda i/ili frekvencija. Ispitivanje se vrši pomoću pravokutnih signala koji se sastoji od snopa sinusoidnih titranja kostantne amplitude, pa se iz vremena utitravanja I istitravanja kao I oblika krivulje može zaključiti koliko j etranz. Izobličenje.

Prostorna izobličenja nastaju kao posljedica promjene smjera zvučnih valova

Frekvencijska karakteristika elekt-ak. uređaja – ovisnost omjera između ulazne i pripadne izlazne veličine (npr: između zv. tlaka na ulazu i napona na izlazu) o frekvenciji, izražava se u dBTaj omjer kod mikrofona se naziva osjetljivošću , a kod zvučnika reprodukcijom

---------------------------------------------------------------------------oktava - 2 puta viša / niža frekv od osnovnog tona

- sili kojom membrana djeluje na zrak suprostavlja se -> akustična impedancija - ovisna o q (ro) gustoći po m^3 i titrajnoj brzini i zv tlaku

Elektroakustički pretvarači - pretvorba zvuka u elekt. oscilacije i obrnuto

- prijemni (mikrofoni, zvučnici kod gramofona)- emiterski (zvučnici, slušalice)

------------------------------------------------------------------stereo – 2 kanalni , odgovara realnosti slušanja, između 2 zvučnika prikazuje zvučnu sliku orkestra/pjevačamono – iz svih izvora zvuka izlazi ista zvučna slika------------------------------------------------govor 100 – 12 kHztel govor 300 – 3,4 kHzcd, hifi 20 – 20 kHzradiodifuzija: 30 – 15 kHz UKV ili FM 30 - 4,5 kHz srednji val---------------------------------------------------------------------

rezonantna frekvencija mehaničkog sustava - promatraju li se amplitude pomaka u ovisnosti o frekv, mogu se razlikovati 3 frekv. područja:

područje iznad rezonantne frekvpodručje oko rezonantne frekvpodručje ispod rezonantne frekv

U svakom od tih područja prevladava samo jedna od unutarnjih sila koja se prema dif jednađbi suprodstavlja vanjskoj sili F. U području iznad RF vanjska se sila troši na svladavanje inercije mase, u području oko RF na savladavanje trenja , a na području ispod na savladavanje sila uzrokovanih elastičnošću sistemaRezonantna frekv pojedine vrste mikrofona pridonosi kvaliteti zvuka

------------------------------------------------

Mikrofon – elektroakustički pretvarač koji akustičku energiju posredstvom mehaničkih sistema pretvara u električnu;

[Ulazna veličina= tlak

9

Izlazna veličina = napon]

Električka podjela: (prema mehaničko-elekt sistemu kojim se pretvaraju mehaničke vibracije membrane u napone zvučne frekvencije)

Elektrodinamički - postoje: mikrofon s trakom , mikrofon s titrajnom zavojnicom. Najrašireniji su sa titrajnom zavojnicom. Titrajni element ovog mikrofona je membrana na koju je zaljepljena zavojnica.

Elektromagnetski – membrana spojena s pločicom od mekog čelika koja se nalazi ispred polova permanentnog magneta. Titranjem membrane dolazi do magnetske indukcije. - koristi se u bezbaterijskim telefonima na brodovima i rudnicima

Kondenzatorski (el. statski) – ima metaliziranu membranu. to je najkvalitetnija vrsta mikrofona jer ima malu razinu šuma i izobličenja, veliku osjetljivost, linearnu i široku frekv karakteristiku, a otporan je na udar i trešnju.Elektret - imaju kapacitet između 20 i 200 pf, minijaturni ispod 1 pf.(kondenzatorski mikrofon s permanentnim nabojem , ima membranu od teflona)

Piezoelektrični (kristalni) – grade se od više kristalnih čelija, koje se spajaju paralelno , serijski ili mješovito. Neotporni su prema vlazi i povišenoj temp, ali imaju dosta veliku osjetljivost.

Ugljeni - metalna kutija poklopljena membranom i ispunjena ugljenim zrncima. Ugljen povećava osjetljivost stoga ima veliku osjetljivost i uglavnom se koristi u telefoniji. to je kontaktni mikrofon.

Akustička podjela: (prema djelovanju zvučnog tlaka na membranu)

Tlačni – membrana mu je ugrađena u kučište tako da akustički tlak djeluje na membranu s jedne strane.Unutar kučišta mikrofona vlada atmosferski tlak , na membranu djeluje zvučni tlak;- usmjerna karakt. mu je kružna jer je sila kojom zv. tlak djeluje na membranu tlačnog mikrofona neovisna o kutu upada zvuka)

Gradijentni - akustički tlak djeluje na membranu s obje strane(postoji fazna razlika između tlakova dviju strana , zbog različite duljine puta zvučnog vala) usmjerna karakteristika = dvosmjerna osmičasta karakteristika – max signale dobivamo kad pjevamo s prednje ili stražnje strane; min dobivamo pod kutem od 90 ili 270 stupnjeva iliti bočno;

efekt blizine - gradijentni mikrofoni su građeni za područje ravnog vala, dakle kada se amplituda vala praktički ne mjenja na putu od prednje do stražnje strane membrane;

Kombinirani - spajanjem tlačnog i gradijentnog mikrofona u seriju dobiva se mikrofonska kombinacija koja ima usmjerenu karakt. u obliku bubrega ili kardiode

----pretvarački sistemi kod mikrofona I zvučnika su jednaki-------------------

Svojstva ili karakteristike mikrofona:

osjetljivost – odnos EMS mikrofona prema zvučnom tlaku slobodnog zvučnog polja na mjestu mikrofonas= 20 log (e/p) dB ili s=e/p [mV/Pa] - što je mikrofon bolji ima slabiju osjetljivost I obrnuto.

10

Efikasnost n – da bi se znalo kolika je snaga P nekog mikrofona koju on prenosi, ona se pri tlaku po= 1N/m^2 uspoređuje sa zamišljenim mikrofonom snage po= 0,001 W(izražava se u dB)

frekvencijska karakteristika – prikazuje ovisnost osjetljivosti mikrofona o frekvenciji.Pokazuje da se između 50 I 10kHz osjetljivost mikrofona mjenja najviše za 5 dB;- pri prijenosu glazbe ili govora uho ne primjećuje razlike osjetljivosti mikrofona manje od 2 dB- određena prema namjeni I klasi odeređene vrste mikrofona;(Mjerni mikrofoni, Studijski , Mikrofoni za ozvučivanje)- kod kvalitetnih mikr. osjetljivost bi u cijelom prijenosnom području trebala biti jednaka

usmjerna karakteristika – dijagram, najčešće polarni koji prikazuje ovisnost osjetljivosti mikrofona o kutu upada; - govori iz kojeg smjera mikrofon prima zvuk- prikazuje se polarnim dijagramom- prema obliku razlikuju se mikrofoni s:kružnom - prima zvuk iz svih smjerova podjednakoosmičastom - jednako je osjetljiv u dva suprotna smjera (za intervjue I snimanje pjevača I klavira)bubrežastom karakteristikom - za eliminiranje buke tj smanjenje utjecaja drugih izvora zvukova.bitna kod postavljanja mikrofona pred instrumente da se dobije bolji odnos signala; ovisi o frekvenciji emitiranih tonova

Impedancija mikrofona – je kompleksni unutarnji otpor mikrofona na 1000hz.- pokazuje kakav ulazni otpor ima pojačalo da bi se dobio određeni napon.mikrofoni s niskom imp = 10 - 600 Ω, norma 200 Ωmikrofoni s visokom imp = 25k - 80 kΩ, norma 50k Ω

korisnost mikrofona - kreće se od 0,1 - 2 %Mala je zbog slabog prlagođenja akustičke impedancije zraka mehaničkoj impedanciji membrane i zbog dvostruke pretvorbe energije (akust. u elekt. i mehaničke u elekt.)Odnos uloženog i dobivenog (energija)

-------------

izobličenja mikrofona

Harmoničko izobličenje – nastaje zbog pomaka membrane, pomaci membrane su vrlo mali < 1% (osim kod ugljenog mikrofona) Kod dobrih uređaja ne smije prijeći 10 % , kod kvalitetnih 0,1 - 1 %- nastaju samo kod vrlo velikih zv. tlakova (> 135 dB) i kod niskih frekv.k%= (√u2^2+u3^2+u4^2 / √ u1^2+u2^2+u3^2) * 100%

11

Tranzijentno izobličenje – neki mikrofoni prenose tranzijentne (prijelazne) signale naročito dobro.Npr dinamički tlačni mikrofon može prenijeti pravokutni zvučni signal. ostali mikrofoni nemaju takav odziv pa mjenjaju boju tonova instrumenata, govoru daju poseban karakter.

naponi smetnji - razinom napona šuma koji se pojavljuje u mikrofonima određena je i najniža razina korisnog signala koji se još može prijenjeti. Uzrok šumu može biti:- termičko gibanje molekula zraka, - transformatori , meh. potresanje, vjetar i uzdužne struje- el. magnetska indukcija i radio smetnje

------------------------------------------------------------------

zvučnik - električno mehanički pretvarač koji pretvara el. energiju posredstvom nekog mehaničkog sistema u akustičku energiju.[mehanički sistem -> npr: membrana = okrugla, ovalna ili pravokutna kruta ploha, koja je sa svojim rubovima elastično pričvršćena na držač, a unutarnjim rubom na centrator]membrana=mehanički titrajni sistem s jednim stupnjem slobodeNema zvučnika koji može obuhvatiti cijelo frekv područje od 20 - 20kHz = to bi bio idealan širokopojasni zvučnik , koji je teško ostvariti. Zbog toga se za pokrivanje cijelog tog područja upotrebljava više zvučnika, od kojih neki pokrivaju samo donji dio tog područja (niskotonski zvučnici) , drugi samo gornji dio područja (viskotonski zvučnici) , a zvučnici za koje se traži visoki kvalitet obično pokrivaju od 70 - 10kHz.

vrste zvučnika:- s obzirom na frekv područje djelimo na:

širokopojasne - idealan zvučnik koji uz konstantnu privedenu el. energ proizvodi konstantan zvučni tlak u cijelom čujnom frekv području

niskotonske - pokrivaju donji dio frekv područja od 20 - 1000 Hz i imaju velike dimenzije zbog isijavanja zadovoljavajuće snage niskih frekvencija

srednjotonske - pokrivaju najvažnije čujno područje 300 - 5000 Hz i imaju promjer 10 - 18 cm

visokotonske - pokrivaju gornji dio frekv područja; imaju mali promjer i membranu što uzrokuje veliku usmjerenost , pa je potrebno koristiti više komada.

- s obzirom na pretvaračke sustave djelimo na:

dinamički - najrasprostranjeniji. Između polova magneta nalazi se pomična titrajna zavojnica na koju je učvršćena konusna membrana. Protjecanjem struje čujne frekv kroz zavojnicu membrana se pomiče u ritmu signala napred i nazad pod utjecajem aksijalne sile.najvažnija svojstva membrane su krutost, težina i rezonantna frekvencija

elektrostatički - membranu pokreću elektrostatske sile odn privlačenje i odbijanje među elekt nabojima.ovi zvučnici imaju prirodnu boju tona, a izobličenja su jako mala.

kristalni (piezoelektrični) - rade na principu inverznog piezoelekt efekta - pod utjecajem el naboja koji se dovode na površinu piezoel kristala dolazi do mehaničkog savijanja kristala , a ti se pomaci prenose na membranu.Koriste se jedino kao dodatni zvučnici za reprodukciju visokih tonova.

magnetostriktivne - rade na principu magnetostriktivnog efekta, a uporaba im je ograničena za ultrazvuk

ionofon - koristi ionizirane čestice zraka kao membranu.

12

Koriste se kao visokotonci ili niskotonci.

Osobine ili Karakteristike zvučnika -

rezonantna frekv – ovisi o izvedbi, kreće se od 10-60/80 Hz

osjetljivost -

nominalna ili nazivna snaga - najveća snaga kojom se zvučnik može opteretiti da ne dođe do uništenja, a uz određeno još dopustivo izobličenjedobar kvalitet reprodukcije dobiva se ako se zvučnik optereti s jednom trećinom nominalne snage

reprodukcija – omjer zvučnog tlaka ispred zvučnika i napona na priključnicama zvučnika - kvocijent zv tlaka ispred zvučnika na određenoj udaljenosti u smjeru negove osi i naponima na priključcima zvučnika. Izražava se u dB

frekv karakteristika - krivulja koja pokazuje ovisnost zvučnog tlaka o frekvenciji uz stalan napon na stezaljkama zvučnika.Dozvoljeno odstupanje za kvalitetne zvučnike iznosi (u prenošenom frekvencijskom području) +/- 2dB

usmjerna karakteristika – to je posljedica razlike u duljini putova koje prolazi zvučni val od pojedinih dijelova membrane.Na niskim frekv kružnog oblika, na višim frekv sve veće usmjerenje u pravcu osi zvučnika.

efikasnost – umnožak zvučnog tlaka na udaljenosti od 1 m u smjeru osi i električne snage izmjerene na zvučniku-omjer između zv tlaka koji proizvodi zvučnik na udaljenosti od 1 m u smjeru osi zvučnika i 2 korjena elekt. snage P mjerene na priključcima zvučnika.e=p/√p gdje je p=U^2/Z

korisnost - odnos zračne akustične snage Pa i utrošene elekt snage Pe i kreće se između 0,5 i 10%n=(Pa/Pe) * 100 %

impedancija - važna za pravilno priključivanje zvučnika na pojačalo, a predstavlja odnos otpora pojačala I zvučnika.Impedancija dinamičkog zvučnika isključivo je niskoomska (4, 8, 16 oma itd)Daje se za frekv od 400 - 1000 Hz , jer su na tom području tlakovi najveći.

izobličenja - isto kao kod mikrofona;linearna i nelinearna (harmonijska), intermodulacijska i tranzijentna, te fazna izobličenja

FAZNA KARAKTERISTIKA – ovisna je o izvedbi skretnica u sustavu, te ukupnom spoju zvučnika s pojačalom; zahtjeva se da bude linearna

-------------------------------------------------------

ugradnja zvučnika (zašto se zvučnici ugrađuju u zvučne kutije) - isijavanje zvuka s strane zvučnika mora se razdvojiti jer je protufazno. Zvučni valovi koji nastaju s jedne strane membrane idu najkraćim putem oko zvučnika do druge strane membrane, gdje se zbog faznih razlika djelomično poništavaju. Pri tome dolazi do akustičkog kratkog spoja i do slabljenja zvuka. Idealno rješenje bilo bi ugradnja zvučnika u beskonačno veliki zid. U praksi to se postiže u ugradnjom zvučnika u ozvučene ploče, u zatvorene i otvorene kutije, u akustični labirint, u kutije s bas refleksom...

Zvučničke kutije i karakteristike:

ozvučene ploče - kvadratne ploče s rupom za zvučnik u sredini. Sprečavanje akustičnog kratkog spoja,

13

tim postupkom, uspješno je samo do granične frekvencije, jer pri frekv nižim od granične , zbog veće valne duljine, dolazi do sve jačeg opadanja zvučnog tlaka. Zvučnik se ne smije ugrađivati u ploču simetrično.

zatvorene zvučne kutije - obje stane membrane akustički su odjeljene , pa nema akustičkog kratkog spoja. Zračni jastuk u kutiji ima određenu krutost i povisuje rezonantnu frekv zvučnika. Taj se nedostatak do neke granice moze otkloniti povečanjem volumena kutije. U zatvorenoj kutiji dolazi do vlastitih rezonancija, koje ovise o dimenzijama kutije i titranju zidova. To se rješava tako da se stjenke kutije oblažu materijalima koji absorbiraju zvuk.

kompresione kutije - volumen znatno manji od zatvorenih z. k. Povećana krutost (određena je zračnim jastukom), kompenzira se manjim zvučnikom s mekim ovješenjem membrane na košaru.Da bi se dobila niska rezonantna frekv , masu membrane valja povisiti , što se postiže pomoću težeg prstena na membrani. Prednost ovih kutija su manje dimenzije i dobro prenošenje trazijenata, ali im je korisnost mala.

kutije s bas refleksom - to je zatvoreno kučište s cjevastim otvorom. Rezonantna frekv takvog sistema određena je krutošću zraka zatvorenog u kutiji i akustičkom masom zraka u cijevi. Postiže se povećanje basova ispod i iznad rezonantne frekv, a ujedno i snižene rezonantnog nadvišenja.Ovdje su stijenke kutije iznutra obložene absorberima.

zvučni stup - usmjerene karakt zvučnika ovise o obliku, veličini i konstrukciji membrane. Radi ekonomičnosti izvode se standardni oblici membrane - okrugli i ovalni , a željena usmjerena karakt dobiva se rasporedom većeg broja zvučnika u grupe. Ugrađivanjem više zvučnika u kutiju koja ima oblik vertikalno postavljenog stupa dobiva se u horizontalnoj ravnini normalna karakt isijavanja, a u vertikalnoj znatno spljoštena. Taj je oblik vrlo povoljan za ozvučenje većih površina.

exponencijalna truba - mala korisnost zvučnika rezultat je lošeg prilagođenja velike impedancije mehaničkog titrajnog sistema membrane maloj akust impedanciji zraka. S pomoću truba to se može poboljšati I time se postiže zračenje veće snage I bolja korisnost.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

reprodukcija širokog zvučnog područja - teško je izvesti širokopojasni zvučnik koji bi zadovoljio u cijelom akustičkom području. Rješenje je uporaba zvučničkih kombinacija u kojem svaki zvučnik radi u onom frekv području za koje je predviđen. To se odjeljivanje obavlja električnim skretnicama.

koraci digitalne tehnike - prednosti: obrada i snimanje tonskog signala s dinamikom većom od 90 db, mali faktor harmonijskog i intermodulacijskog izobličenja, zanemarivo kolebanje brzine vrtnje , korekcija grešaka, presnimavanjem se ne smanjuje kvaliteta.nedostaci:

koraci dig tehnike - mikrofon, mik. pojačalo . niskopropusni filter, a/d pretvarač , zaštita od pogreške, digitalni zapis (pcm), korektor pogreške , d/a pretvarač , niskopropusni filtar, pojačao snage i zvučnik.

vrste ozvučivanjacentralno - zvučnici se nalaze na jednom mjestu tako da slušaoci imaju dojam da zvuk dolazi od izvođačasektorsko - površina koja se ozvučava djeli se na sektore , pa se zvučnici nalaze na 2 ili više strana

Akustičke izolacije – za određivanje, važan je samo onaj dio energije koji prolazi kroz zid.

Ozvučavanje – zadatak ozvučavanja jest osigurati potrebnu razinu jakosti zvuka

14

svagdje u određenom prostoru. obuhvaća izbor vrste i snage zvučnika, te postavljanje zvučnika na najpovoljnije mjesto. Zatvoreni i slobodni prostor ozvučuje se različito jer je različit način širenja zvuka u njima.

. Zašto se koriste elektromehaničke akustičke analogije? (str300)

Svaki mehanički ili akustički sustav može se reducirati na električnu mrežu i obraditi teorijom električkih krugova.

Faze zvučnog procesa.

Objasnite podjelu glazbala i karakteristike.

Objasite karakteristike glazbala i glazbe.

Navedite objektivne i subjektivne kvalitete prostora.

Frekvencijska karakteristike serijskog spoja.

Mehanički m, mr, Cm, akustički mg, mr titrajni sustav.

Objasnite vrste akustičkih mjernih signala i prostora (gluha I odječna komora).

Koraci analogne-digitane pretvorbe?

ispitni signali i mjerenje izobličenja - ?

vlastiti šum mikrofona – ?

dinamičko područje koje pojedini mikrofon prenosi – ?

pzm mikrofon – ?

bežićni mikrofon – ?

15

16