GALIA, J. Modul pro přesné měření kmitočtu s hradlovým polem Xilinx [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2011.

Posudek vedoucího

Havránek, Zdeněk

Cílem bakalářské práce byl návrh, realizace a ověření modulu s hradlovým polem Xilinx pro čtyřkanálové měření kmitočtu v rozsahu 100 Hz až 10 kHz. Bakalářská práce navazovala na předchozí semestrální projekt, který byl realizován již před rokem. Bakalář pracoval systematicky a čas na jednotlivé etapy práce si dobře rozvrhl, nedostal se tak do časové tísně a práci odevzdal v termínu. Hardwarové řešení je v souladu se zadáním, z důvodu možnosti implementace dalších sběrnic v budoucnu (RS-485, RS-232) byly tyto fyzicky realizovány na DPS, ale softwarová implementace požadována nebyla. Realizovaný měřicí modul je funkční a jeho parametry jsou ověřeny. Student vytvořil firmware (konfiguraci) hradlového pole FPGA Xilinx v jazyce VHDL a pro ověření parametrů vytvořil aplikaci v počítači pro sběr měřených hodnot z modulu připojeného pomocí sběrnice USB. I když firmware pro FPGA ještě není 100% odladěn a občas se vyskytne náhodná chyba, je možné považovat realizaci za zdařilou a po odstranění této chyby je modul použitelný pro zamýšlený účel. Při vypracovávání bakalářské práce se student nesetkal s žádnými významnějšími problémy. Konzultací využíval pravidelně a v obvyklé míře. Práci doporučuji k obhajobě, navrhuji hodnocení velmi dobře/B.

Posudek oponenta

Macho, Tomáš

Pan Jan Galia se ve své bakalářské práci zabýval návrhem a realizací čtyř kanálového modulu pro číslicové měření kmitočtu v rozsahu 100 Hz až 10 KHz s přesností 0,01%. Náročnost zadání plně odpovídá požadavkům kladeným na bakalářskou práci. Po vytvoření přehledu vyráběných měřících karet, se autor ihned pustil do vlastního návrhu modulu. Pan Galia provedl návrh vstupních obvodů, komunikačních interfejsů pro sběrnice USB, RS232 a RS 485 a napájecího zdroje. Popsal v jazyce VHDL předděliče a děliče pro jednotlivé kanály i obvody pro řízení čítačů a komunikaci s nadřazeným počítačem. Pro ovládání modulu pan Galia vytvořil program v jazyce C# pro PC. Nakonec měřením ověřil přesnost prvního kanálu modulu čítačů. Na začátku práce postrádám teoretický rozbor chyb měření kmitočtu pomocí měření šířky periody. Autor se sice snaží o jisté úvahy o přesnosti měření, ale tyto úvahy zařadil až do kapitoly „5.2 Oscilátor“. Zde je pouze konstatováno, že pro dosažení přesnosti 0,01 % je zapotřebí mít čítač, který bude „přičítat“ na kmitočtu 10 000x větším než měřený signál, tedy 100 MHz. Následně vypočítá, že chyba periody oscilátoru generujícího impulsy s kmitočtem 100 MHz bude 0,25 ps. Ve třetím odstavci na str. 31 uvádí, že při měření na kmitočtu 10 kHz čítač musí „napočítat“ do 10 000. To však není pravda, protože při šířce čítaných impulsů 10,00025 ns čítač může načítat pouze 9999 impulsů (čítač počítá pouze celé impulsy). V tom případě je chyba způsobená samotnou nestabilitou oscilátoru 0,01 %, nikoli 0,0025 %, jak uvádí autor. V navrženém zapojení vstupních obvodů obr. 8 str. 19 postrádám hysterezi u komparátoru s IC3A. Komparátor bez hystereze může být náchylný na vytváření nežádoucích zákmitů. U implementace čítačů do hradlového pole nepovažuji za příliš vhodné realizovat předdělič a vlastní čítač jako dva samostatné procesy. To může být příčinou, proč dojde při jiném dělícím poměru než 1 občas k chybnému změření kmitočtu. Stejně tak by bylo vhodné odvozovat synchronizační signál pro frontu až z výstupního signálu násobičky (viz. obr. 19 str. 30), protože násobička může zanést mezi impulsy čítané čítači a signál ovládající frontu určité zpoždění. Práce je po grafické stránce na solidní úrovni. Obsahuje však množství netechnických termínů jako: „načítaná data“, „testovací signál obdélníkového charakteru“ atd. . Pan Galia zvládnul obvodový návrh desky čítačů s hradlovým polem, implementoval do hradlového pole čítače a další pomocné obvody a vytvořil program pro počítač PC umožňující ovládání celého modulu. Dopustil se však výše uvedených chyb. Vzhledem k uvedeným skutečnostem doporučuji práci pana Jana Galia přijmout k obhajobě a navrhuji ji hodnotit známkou velmi dobře.

eVSKP id 39441