HINAK, I. Přípravek pro demonstraci funkce elektronických filtrů s prvky neceločíselného řádu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2025.
Student měl ve své bakalářské práci za úkol prostudovat principy elektronických filtrů neceločíselného řádu, způsoby jejich modelování a metody aproximace kapacitorů s imitancí neceločíselného řádu. Pro dva zvolené typy filtrů měl provést jejich počítačové simulace, realizovat je ve formě laboratorního přípravku a vlastnosti ověřit měřením. Práce je psána v anglickém jazyce a má rozsah 67 stran, včetně úvodních a závěrečných částí a příloh, je členěna do 9 kapitol. V úvodu chci konstatovat, že student zadání splnil na přijatelné úrovni, k faktickému i formálnímu zpracování mám však mnoho výhrad. Hned v úvodu např chybí požadovaný list se zadáním bakalářské práce. Úvodní části práce jsou psány zbytečně rozsáhle a ne vždy nezbytné pro další řešení práce. Student dále popisuje známé metody aproximace kapacitorů neceločíselného řádu pomocí Cauerových a Fosterových struktur, matlabovský kód pro výpočet potřebných koeficientů aproximace byl převzat a upraven z citované literatury. Studentem byly vybrány dva filtry neceločíselného řádu: dolní propust se dvěma diferenčními proudovými konvejory (FO LPF) a pásmová propust typu Tow-Thomas se třemi operačními zesilovači (FO BPF). Zapojení byla simulována v programu Matlab – dle teoretických rovnic, a v programu PSpice – s využitím navržených modelů kapacitorů neceločíselného řádu a modelů aktivních bloků. Výsledky simulací jsou v řadě případů uspokojivé, jsou zde však i nejasnosti. Např. implementace FO LPF na obr. 2.5 neodpovídá předloze na obr. 2.3 (vstupy X konvejorů jinak zapojeny), těžko lze tedy porovnávat výsledky simulací obou zapojení (Matlab vs PSpice). Zapojení FO BPF jsou v souladu, v obou případech však chybí výsledek simulace fázové charakteristiky v PSpice. Zcela zbytečně je zařazena kapitola 4 týkající se aplikací FO filtrů, což by mělo být předmětem úvodní kapitoly, podobně nepovažuji za nutnou kapitolu popisující typy kapacitorů, stačilo napsat, jaké byly při konstrukci použity. Rovněž kapitoly 5 a 6, týkající se rozšíření filtrů na 3 řády, by bylo vhodnější spojit s kapitolami 3 a 4, což by prospělo i přehlednosti práce. Realizace filtrů provázely některé problémy, spojené především s chybným návrhem jedné desky plošného spoje, což bylo studentem nakonec vyřešeno. Nicméně nepovažuji za vhodné, aby výsledky oživovacích měření byly v práci prezentovány i graficky, stačilo je zmínit textově v závěru práce. Návrhy desek plošných spojů měly být spíše součástí přílohy. Po formální stránce, nad již zmiňované nedostatky, mám mnoho výtek. V psaném anglickém textu je řada těžko srozumitelných vět, někdy i nevhodných termínů (např. carryover pro přenos), nejednotný styl psaní fyzikálních jednotek, odkazy na literaturu nejsou ve vzestupném pořadí, některé obrázky nejsou v textu odkazovány (obr 1.1 až 1.4, obr. 2.6), nejednotný styl (velikost) fontů v popisu obrázků, nejednotnost ve značení řádu “a” vs “alfa” (viz např. (2.5) a dále), základy FO obvodů jsou vysvětlovány v úvodní kapitole, opět se však opakují v kap. 3, obr. 6.1 dole se nezdá být správný – chybí jeden průběh, řád neodpovídá fázi, pořadí návrhů PCB je opačné ve srovnání s předešlými částmi práce (BPF, pak LPF), což nepřispívá přehlednosti. Na závěr chci konstatovat, že student konečnou strukturu práce nekonzultoval, postrádám i vyhotovené laboratorní přípravky, realizace byla dotažena pouze do stádia osazení desek plošných spojů a jejich proměření. I přes velké množství nedostatků považuji bakalářskou práci za přijatelnou pro obhajobu, navrhuji známku 60/D.
Student Ivan Hinak se ve své bakalářské práci zabýval přípravkem pro demonstrací funkce aktivních filtrů fraktálního řádu. V práci není kompletní zadání a chybí i rozšířený český abstrakt. Práce je psána srozumitelnou formou anglicky. V úvodní části práce bych očekával nějaké citace referencí, pokud v ní student v krátkosti diskutuje současný stav. Rozbor Fourierových řad se nejeví jako zcela relevantní pro oblast řešení praktického návrhu fraktálních filtrů (student ani tyto vztahy a definice dále nevyužívá). Definice neceločíselné derivace má dle mého názoru k tématu mnohem blíže, i když i tohle není dále prakticky v práci využíváno. Pro návrh specifických koeficientů filtru vyššího řádu aproximující fraktální filtr byly použity známé algoritmy v Matlabu (často používaných v pracích týmu prof. Psychalinose). Podobně student navrhl hodnoty součástek topologií pasivních prvků konstantního fázového posuvu (topologie Foster, Valsa/Forester/, atd.). Demonstrace filtračních odezev na obr. 1.2-1.4 by měla používat osu Y v dB (efekt zlomkového řádu je na odezvě více patrný). Z ideálních simulacích je patrné, že většina navržených přenosových funkcí vykazuje správné chování. Doporučoval bych ukázat v kapitole 2 alespoň blokové schéma integrátorů, sumačních členů, atd. (některé z možných realizací – víceznačná úloha) vedoucí na analyzované rovnice, i když je zmíněno, že se analyzuje jen přenosová funkce. První konkrétní schéma je na obr. 2.3. Reálná implementace na obr. 2.5 však této formě obvodu plně neodpovídá (2x AD844 není na obr. 2.4 to samé jako jedno DVCC na obr. 2.3). Schémata z PSpice by stálo za to překreslit do kvalitní formy. Očekává se porovnání křivek ideální/teoretické, simulované a měřené charakteristiky v jednom obrázku pro snadné zhodnocení odlišností, případně pak prezentace chybových funkcí. V obr. 3.1 bych vyznačil strmost na obou ramenech kmitočtové charakteristiky přechodového pásma pásmové propusti pro rozlišení strmostí. Formát textu je celkem odbytý (mění se velikost fontu textu, odsazení řádků a odstavců, řádkování, atd. zcela nahodile). Podklady (schémata) pro desky plošných spojů by měly být uvedeny v přílohách. Samotné DPS nejsou navrženy zrovna optimálně (velmi dlouhé, tenké a klikaté spoje, malé plošky THT, které se při demontáži odlepí). Plocha DPS může být redukována (nyní příliš velké mezery a vzdálenosti mezi prvky a neoptimální využití plochy). První verze DPS nebyly navrženy správně a zařízení nepracovalo dle očekávání (kmitání/nestabilita), další iterace odhalila podstatné chyby v předchozím návrhu. Práce popisuje i tyto první nevhodné kroky návrhu. Následně byla DPS upravena a problémy vyřešeny. Ne všude je však vhodně voleno provozní pásmo filtru vzhledem k provoznímu pásmu fraktálního aproximantu (pásmu platnosti aproximace) a není tak plně vidět dopad využití prvku neceločíselného charakteru (např. obr. A9). Místy je použit velmi malý počet bodů FRA. V práci však postrádám porovnání správných měřených charakteristik s předpoklady a simulacemi, včetně analýz kmitočtu pólů, atd. Formát referencí se nezdá být dle požadavků šablony. Vzhledem k výše uvedeným nedostatkům práce navrhuji hodnocení D/65b.
eVSKP id 167826