KRISTEK, T. Vícekanálový audio D/A převodník pro laboratorní výuku [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2023.
Úkolem studenta Tomáše Kristka bylo vytvořit návrh blokového schématu a obvodové struktury vícekanálového D/A převodníku pro audio s nastavitelným vzorkovacím kmitočtem až do 192 kHz při až 24 bitovém rozlišení. Řízení převodníku bylo zadáním požadováno interní přes I2C/SPI sběrnici. Součástí zadání byl požadavek na funkční prototyp, jeho kompletní technickou dokumentaci a ověření správné činnosti laboratorním měřením, včetně návrhu laboratorní úlohy a jejího protokolu. Mohu konstatovat, že předložená bakalářská práce obsahuje požadovaný blokový a obvodový návrh. Koncepce přípravku obsahuje dva digitální vstupy a to volbu externího, přes standardní přijímač CS8416, nebo interního generátoru. Samotný D/A převodník je podle doporučení od Analog Device AD1934, jehož řízení přes sběrnici SPI zajišťuje mikrokontrolér Arduino Nano. Výstupní obvody pak obsahují standardní integrované OP275. Podle požadavku zadání byly vybrané části návrhu ověřeny simulací a to analogové výstupy a výstupní filtry a obvod napájení a ochrany přípravku. Navržené řešení se skládá ze tří samostatných desek plošných spojů, které obsahují D/A převodník, napájecí modul a ovládací modul s LCD displejem a enkodérem. Celý návrh je doplněn o technickou dokumentaci, kterou jsou schéma zapojení, návrhy desek plošných spojů včetně 3D vizualizace, rozložení a soupiska součástek a dokumentace k 3D tisku krabičky. Při realizaci ovládacího modulu převodníku po SPI sběrnici student provedl kompromisní řešení, kdy místo nestabilního enkodéru a nesprávné funkčnosti menu nakonec použil standardní tlačítka. Student dále vyřešil vzniklý problém s hodinovým signálem, který podle něj pochází z chybného datového listu a dokumentace výrobce převodníku. Podle předložené dokumentace k návrhu a doložených měření, se zdá být laboratorní přípravek funkční. Pro měření funkčnosti student využil jednak laboratorní přístrojové vybavení, tedy zejména stolní audio přehrávač a testovací CD, tak i signály generované z optického zvukového výstupu moderního TV přijímače. Výstupní signály přípravku byly měřeny na standardním dvoukanálovém osciloskopu. V okamžiku odevzdání bakalářské práce však nebyl přípravek osazen do finální montážní krabičky, což bylo studentem přislíbeno uvést do pořádku do termínu obhajoby. Předložený návrh a koncept laboratorní úlohy je pak v souladu s koncepcí laboratorních úloh předmětu Audio elektronika (BPC-AUD), avšak zejména ve druhé části "protokol" v poměrně minimalistické verzi. Před případným nasazením do výuky bude třeba jej rozšířít a doplnit o podrobnější postupy měření jednotlivých úkolů a vyhodnocení výsledků. Závěrem shrnuji, že zadání bakalářské práce bylo nakonec splněno. Pro mimořádný termín Státní závěrečné zkoušky student předložil opravenou a doplněnou bakalářskou práci, která je v aktuálním stavu poměrně zdařilým prototypem a laboratorním přípravkem požadovaným v zadání, a to včetně dokumentace návrhu a realizace. Student pracoval samostatně, kdy na pravidelných konzultacích prezentoval postupně dosažené výsledky. Bakalářskou práci Tomáše Kristka doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení B/80 bodů.
Bakalářská práce Tomáše Kristka se zabývá návrhem a realizací vícekanálového audio D/A převodníku pro laboratorní výuku. Student nejdříve na dvou stranách zmiňuje teoretický rozbor práce a následně popisuje a simuluje funkční části D/A převodníku. V praktické části popisuje spojení veškerých bloků, které v předchozí kapitole teoreticky navrhnul. Následně navrhuje desky plošných spojů, popisuje obslužný program a vytváří vhodné zapouzdření pomocí 3D tisku. Na konci své práce student popisuje program pro řízení D/A převodníku a následně ho měří. Vzorové vypracovaní laboratorní úlohy je v dalším souboru. Student napřed navrhuje a simuluje jednotlivé teoretické bloky svého zařízení. Popis volby vhodných součástí systému mi přijde dostatečný, i když ne rozsáhlý. Student provádí dostatečný počet simulací, aby ověřil funkčnost navrhnutého zařízení. Simulace čipů CS8416 a AD1934 nebyly provedeny kvůli absenci Pspice modelů. Pozitivně hodnotím návrh ochran napájení, jelikož má zařízení sloužit pro laboratorní výuku. Student navrhuje modely pro dvě krabičky, které budou v budoucnu vytištěné na 3D tiskárně. DPS vypadají dobře navržené. Z technického hlediska se zdá zařízení po provedených opravách plně funkční a vhodné pro laboratorní výuku. Zařízení je optimálně funkční do kmitočtu přibližně 18 KHz, na vyšších kmitočtech již dochází ke zkreslením výstupního signálu. Pro měření student využil laboratorní přístrojové vybavení, tak i signály z optického zvukového výstupu TV. V měření použil i komerční přípravek na porovnání. Celý návrh je doplněn o podkladová data v přílohách samotné práce. V externí příloze ovšem postrádám kompletní software pro ovládání přípravku. V textové části práce je pouze v kapitole 3.5 popis jednotlivých částí kódu. Návrh samotné laboratorní úlohy mi přijde hodně jednoduchý. Studenti by laboratorní úlohu měli změřenou maximálně během půl hodiny. Pro reálné nasazení do výuky by bylo zapotřebí návod dostatečně rozšířit a upravit. Textová část bakalářská práce je přehledná a logicky členěna, jednotlivé kapitoly na sebe dostatečně navazují. Jádro práce je na 54 stranách a obsahuje 11 referencí. Student má obrázky v bitmapové formě, ale jejich kvalita je dostatečná. Pouze schémata v přílohách A.1 a A.2 jsou špatně čitelná. Student odvedl kus práce a zadání bakalářské práce lze považovat za splněné. Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím stupněm C 78 bodů. K práci přikládám dvě otázky:
eVSKP id 154346