ŠPAČEK, J. D/A převodník pro audio s externím ovládáním pomocí mikrokontroléru [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2012.
Student Jan Špaček předložil přepracovanou a doplněnou diplomovou práci na téma D/A převodník pro audio s externím ovládáním pomocí mikrokontroléru. Cílem původního zadání bylo provést kompletní teoretický, blokový, schématický a konstrukční návrh multistandardního D/A převodníku pro audio, který by byl vybaven elektronickým ovládáním pomocí mikrokontroléru. Uvažované zařízení mělo být vhodným laboratorním přípravkem pro demonstraci vlivu změny vzorkovacího kmitočtu a počtu bitů pro kvantizaci při laboratorní výuce předmětu Nízkofrekvenční a audio elektronika. Celé zařízení mělo být zkonstruováno formou funkčního prototypu, ke kterému měla být provedena základní laboratorní měření. Téma si student vybral po dohodě s vedoucím práce. Student samostatně provedl rozbor a teoretický návrh zařízení, které se sestává z přijímače digitálního signálu CS8416, D/A převodníku AD1852 a výstupních analogových zesilovačů AD797 s filtry. Navržené řešení je zcela standardní a výrobce převodníku k němu dodává doporučené zapojení a dokumentaci k evaluační desce, a to včetně návrhu DPS. Vlastní a studentem navržená řídící část obsahuje mikrokontrolér ATmega32, pro nějž student vytvořil v rámci dalšího studentského projektu řídící algoritmus a samotný program řízení. Po neúspěšné obhajobě v řádném termínu, kdy student nebyl schopen doložit funkčnost alespoň části navrženého zapojení a řízení přijímače a D/A převodníku, došlo k částečnému oživení navržené konstrukce a přepracování předložené dokumentace, a to zejména podle požadavků oponenta. Mohu konstatovat, že ve chvíli odevzdání přepracované verze byla naměřenými výsledky a oscilogramy experimentálně ověřena a doložena funkčnost mikroprocesorového řízení, včetně zobrazení na displeji LCD vývojového kitu, dále bylo ověřeno řízení přijímače CS8416 a měřením byla prokázána úplná funkčnost analogové výstupní části. U nefunkčních nebo neověřených částí, např. D/A převodník a komunikace s ním, student v závěru práce navrhuje případné úpravy, které však již nezrealizoval. K formálnímu zpracování mohu konstatovat, že práce byla doplněna zejména o úvodní rešeršní kapitoly o A/D a D/A převodnících, podrobný návrh řídícího programu a jeho vývojového schématu a dále byly doplněny oscilogramy a naměřené výsledky dokládající funkčnost některých částí zařízení. Kompletní funkční prototyp však nebyl zrealizován. Text práce a jeho odborný styl je na lehce podprůměrné úrovni. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení D/60 bodů.
V první části DP autor obecně shrnuje problematiku AD DA převodu, popis je proveden velmi stručně, z této části DP autor nevyvozuje žádné závěry nebo doporučení, která by bylo možné v dalších částech DP využít, tzn. tato část DP je z hlediska dalšího řešení zadaných úkolů nadbytečná. Ve druhé části DP autor popsal možnou blokovou strukturu navrhovaného zařízení D/A převodníku a také uvedl souhrn technických parametrů kladených na navrhované zařízení. V DP autor však neuvádí, jakým způsobem dospěl k číselným hodnotám těchto parametrů, z větší části jsou tyto číselné hodnoty stanoveny zcela nesmyslně a nemají vazbu na aplikační oblast, kde bude navržené zařízení využíváno, ani na technické parametry např. použitého DA převodníku, v některých případech si definované číselné hodnoty parametrů odporují. Další část DP obsahuje technický popis vlastního hw řešení jednotlivých funkčních bloků navrhovaného zařízení, autor zde shrnuje základní informace z katalogových listů výrobců použitých součástek, je zde také uvedeno výsledné schéma zapojení celého zařízení, bohužel postrádám popis syntézy tohoto zapojení. Autor se soustředil především na popis problematiky řízení jednotlivých bloků navrhovaného zařízení pomocí zvoleného mikrokontroléru bez ohledu na výsledné technické parametry a funkci celého zařízení z hlediska zpracování zvukového signálu. Autor popsal program řídícího mikrokontroléru, jsou zde také uvedeny vývojové diagramy řídícího programu, většinou v nedostatečné grafické kvalitě (téměř nečitelné). V závěrečné kapitole DP autor prezentuje výsledky měření signálů na řídících sběrnicích při oživování jednotlivých částí navrženého zařízení, dále jsou také uvedeny výsledky měření bloku analogových rekonstrukčních filtrů převodníku. Podmínky a metodika provedených měření není dostatečně popsána, měření přenosové charakteristiky provedené autorem považuji za zcela nesmyslné a nic neříkající, naměřené hodnoty nelineárních zkreslení, poměru s/š a přeslechů vypovídají spíše o chybné metodice provedených měření a/nebo zcela nevhodném návrhu zařízení. Autor ze získaných výsledků měření nevyvodil v dostatečné míře smysluplné závěry. Také se závěry uvedenými v závěru DP nelze souhlasit, autor není schopen objektivně sebekriticky shrnout výsledky řešení své DP. Autorovi DP se podařilo zprovoznit pouze program řídícího mikrokontroléru navrhovaného zařízení včetně zobrazovací jednotky (na vývojovém kitu), blok digitálního přijímače SPDIF je nefunkční, synchronizační obvody tohoto přijímače rovněž, tzn. přijímač na svém výstupu neposkytuje platná data pro DA převodník. Naměřené technické parametru analogového rekonstrukčního filtru dosahují takových hodnot, že jsou pro uvedenou aplikaci zcela nepoužitelné. K obsahu DP vznáším následující připomínky: 1/ Na str. 4 v tab. 1.1 autor chybně uvádí číselné hodnoty bitové hloubky pro technologii CD-DA a kompresní formát mp3. 2/ Na str. 4 autor uvádí tvrzení: „Vzorkovací frekvence přímo udává počet vzorků za 1s a tedy je přímo úměrná kvalitě signálu…“, přičemž není definován termín „kvalita signálu“. Vhodnější by bylo spojit do souvislosti vzorkovací kmitočet a šířku zpracovávaného frekvenčního pásma. 3/ V souvislosti s popisem kvantizační chyby na str. 6 uvádí autor tvrzení: „Tato chyba je tím větší, čím více je signál kvantizérem zaokrouhlován.“ Jde o zcela nevhodnou formulaci. Kvantizér v žádném případě „více“ nebo „méně“ nezaokrouhluje. 4/ Na str. 14 autor v tab. 2.1 stanovuje technické parametry kladené na navrhované zařízení převodníku. Vůbec není jasné, jak k hodnotám těchto parametrů dospěl a stanovené hodnoty jsou zcela nesmyslné (např. extrémně nízká hodnota odstupu výstupního filtru, která odpovídá zařízením využívající kvantizaci 10-11b převodníku, přitom autor používá převodník s dynamickým rozsahem přibližně 100dB a výstupní rekonstrukční filtry osazuje OZ se spičkovými technickými parametry, což je zcela nelogické atd. 5/ Na str. 27 v odst. 3.5 autor popisuje volbu výstupních obvodů rekonstrukčního filtru a o zvoleném zapojení tvrdí, že: „…slouží k převodu signálu z proudového výstupu na výstup napěťový…“, použitý převodník však disponuje napěťovým výstupem. Předložená DP o rozsahu 89 stran včetně příloh je na nižší odborné/formální úrovni. Grafická úprava práce je průměrná, autor textu se na některých místech dopouští nepřesných tvrzení, vyvozené závěry prezentované v závěru DP nejsou zcela správné. Výstupy uvedené v DP odpovídají jejímu zadání, není však možné považovat zadání DP za splněné v celém rozsahu, výsledek řešení DP je z praktického hlediska zcela nepoužitelný, nicméně vzhledem k množství energie, kterou student řešení DP věnoval, doporučuji práci k obhajobě a hodnotím ji klasifikačním stupněm E/59.
eVSKP id 61161