Doble Grau en Enginyeria Informàtica i Multimèdia La Salle Campus Barcelona

Doble Grau en Enginyeria Informàtica i Enginyeria Multimèdia

La Salle Campus Barcelona t'ofereix 5 dobles titulacions en l'àmbit de les Enginyeries TIC. Amb els dobles graus podràs finalitzar els estudis universitaris en 5 anys acadèmics, amb dues titulacions oficials de grau.

Fonaments d'acústica i àudio

Descripció
L'assignatura pretén familiaritzar els estudiants amb els conceptes bàsics d'àudio i de vibroacústica. El primer semestre presenta una introducció planera a diversos conceptes d'àudio que engloben des de l'escala de decibels i la caracterització de les ones acústiques harmòniques, a la descripció de diversos aspectes de l'acústica fisiològica i psicològica. També s'introdueix la teoria bàsica dels transductors, tant dels receptors (essencialment micròfons i acceleròmetres) com dels emissors (altaveus). El segon semestre presenta un caire més físic i matemàtic, i aborda els fonaments de l'acústica i vibracions lineals. Es comença amb les vibracions, analitzant en primer lloc sistemes discrets de dos graus de llibertat sense esmorteïment, en règim lliure i forçat. Acte seguit, es passa a sistemes continus tot plantejant la vibració de cordes i membranes. A continuació, es planteja l'equació d'ones en fluids i s'estudia la propagació del so en conductes, i la radiació de soroll a l'aire lliure. Finalment s'aborda la generació i radiació de soroll per part de superfícies vibrants.
Tipus assignatura
Optativa
Semestre
Anual
Crèdits
6.00

Professors Titulars

Coneixements previs

Es requereix un cert domini de conceptes bàsics del càlcul i l'àlgebra tals com: trigonometria, integrals i derivades, equacions diferencials, formulació matricial de problemes, determinants i càlcul de matrius inverses.

És molt recomanable cursar l'assignatura conjuntament amb Física, Estadística i Anàlisi Matemàtica, i Senyal i Sistemes de Transmissió.

Objectius

L´assignatura te definits tres resultats d´aprenentatge:
- Coneixement dels mecanismes de generació, propagació i mesura de les ones acústiques i de les vibracions
- Coneixement dels mecanismes de la percepció humana del so
- Conèixer les formes de caracterització i us de dispositius electroacústics (altaveus i micròfons)

Amb tot això es pretén preparar als alumnes amb els coneixements necessaris per a afrontar àrees mes específiques relacionades amb l´acústica: acústica de recintes, mesures acústiques, electroacústica, enginyeria acústica, acústica mediambiental.

Continguts

SEMESTRE 1: INTRODUCCIÓ A L'ÀUDIO

1. Introducció: conceptes bàsics d'acústica i so
1.1. Període, freqüència, longitud d'ona
1.2. RMS/pic, intensitat/potència, dB's
1.3. Propagació d'ones planes i esfèriques
1.4. Bandes d'octava
1.5. Anàlisi freqüencial
1.6. Reflexió, absorció i difracció
1.7. Efecte Doppler

2. Acústica fisiològica i psicològica
2.1. Tipus de sons i la seva representació. Introducció a l'audició humana
2.2. El sistema auditiu humà: orella externa, mitja i interior
2.3. Bandes crítiques, corbes isofòniques i emmascarament
2.4. Mesura del nivell de pressió sonora i corbes de ponderació
2.5. Formants del so. La veu humana. El timbre

3. Transductors acústics receptors
3.1. Analogies electro-mecàniques i mecànico-acústiques
3.2. Teoria de transducció
3.3. Classificació de micròfons
3.4. Característiques dels micròfons
3.5. Tipus de micròfons
3.6. Calibratge de micròfons
3.7. Disseny d'acceleròmetres
3.8. Característiques dels acceleròmetres

4. Transductors acústics emissors
4.1. Altaveus dinàmics
4.2. Caixes acústiques
4.3. Bass - reflex
4.4. Actiu - passiu
4.5. Altaveus electrostàtics
4.6. Altaveus piezoelèctrics
4.7. Auriculars
4.8. Botzines

SEMESTRE 2: INTRODUCCIÓ A LA VIBROACÚSTICA

5. Sistemas continus uniparamètrics
5.1. Corda ideal en règim lliure
5.2. Corda ideal en règim forçat
5.3. Vibració de barres
5.4. Vibració de membranes rectangulars
5.5. Vibració de membranes circulars

6. Les ones sonores en medis fluids. Ones planes
6.1. L´equació d´ones
6.2. Propagació d´ones planes en un tub
6.3. Transmissió i reflexió d´ones planes
6.4. Introducció als filtres acústics
6.5. Propagació a l´aire lliure

7. Ones esfèriques en camp lliure
7.1. L´equació d´ones
7.2. Impedància específica
7.3. Atenuació de la pressió i la velocitat amb la distància
7.4. Intensitat acústica i densitat d´energia acústica
7.5. Directivitat

8. Radiació del so
8.1. L´esfera polsant
8.2 Font doble
8.3 Formació lineal de fonts puntuals en fase
8.4 El dipol
8.5 Rendiment de l´altaveu
8.6 Radiació d´una botzina
8.7 Camp lliure i camp reverberant
8.8 Absorció de l´aire

Metodologia

L´assignatura incorpora les activitats formatives següents:
- Presentació a l´aula dels conceptes i procediments associats al mòdul, utilitzant el mètode de la llissó
- Estudi i treball personal de l´alumne
- Treball de laboratori
- Dedicació personal a les pràctiques de laboratori
- Activitats d´avaluació

L´activitat a l´aula se centra principalment en l´explicació teòrica dels temes per part del professor en diàleg continu amb els alumnes. També es realitza una discussió i realització d´exercicis en grup durant el temps de classe, que es complementa amb la proposta de nous exercicis per a l´estudi personal.

La formació teòrica es complementa amb la realització d´experiències de laboratori en grups de dos o tres alumnes en las quals es requereix la confecció d´una memòria explicativa de las activitats realitzades i els resultats obtinguts.

Avaluació

L´avaluació de l´assignatura es fa mitjançant exàmens, controls o exercicis fets a classe, informes o exercicis fets al laboratori i finalment el desenvolupament i presentació de les pràctiques.

Mes concretament, s´estableixen els següents tipus d´avaluació:

- Avaluació continuada a partir de tots els exercicis realitzats a classe, la realització de les pràctiques de laboratori i els dos exàmens de punt de control a la meitat de cada semestre.

- Avaluació ordinària mitjançant examen personal a la fi de cada semestre mes els resultats de l´avaluació continuada.

- Avaluació extraordinària durant el mes de juliol per als que no han assolit el nivell adequat de l´avaluació ordinària.

Criteris avaluació

L'avaluació continuada es ponderarà en un 40 % cada semestre. Aquesta nota es calcula a partir dels tres elements: exercicis en classe, pràctiques de laboratori i punt de control, a parts iguals.
L´examen de final de semestre s´avaluarà en un 60 %. En aquest examen es requereix assolir com a mínim un 3,5 sobre 10 per a aprovar l´avaluació ordinària.
La nota final es calcula amitjanant els dos semestres, sempre que s´hagin aprovat per separat.
Si no s´han aprovat un o dos dels semestres, es realitza un examen extraordinari durant el mes de juliol.

Bibliografia bàsica

Capítols 1 i 2:
Handbook for sound engineers, 3rd Edition. Glen M. Ballou. Focal Press.
The Art of Digital Audio, 3rd Edition. John Watkinson. Focal Press

Capítols 3 i 4:
Fundamentals of Acoustics, 4th Edition. Lawrance E. Kinsler. Wiley & Sons.
Loudspeaker and Headphone Handbook, 3rd Edition. John Borwick. Focal Press.
Technical Documentation: Microphone Handbook. Vol. 1.: Theory. Bruel &Kjaer 1996
Piezoelectric Accelerometers and Vibration Preamplifiers. Theory and Application Handbook. Bruel &Kjaer 1987.
Introducción a Electroacústica. Federico Miyara PDF.

Capítols 5 a 8:
Fundamentals of Acoustics, 4th Edition. Lawrance E. Kinsler. Wiley & Sons
Sound and Structural Vibration (Radiation, Transmission and Response). Frank Fahy, Academic Press.
Sound, structures and their interaction. Miguel C. Junger and David Feit. The MIT Press.

Material complementari

Els alumnes disposen de totes les presentacions realitzades en les classes, dels exercicis proposats amb la resolució o la resposta en cada cas i dels guions de pràctiques.