ČIPL, J. Laboratorní úloha zaměřená na filtry se spínanými kapacitory [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2024.
Téma bakalářské práce bylo zaměřeno na vytvoření přípravku kmitočtového filtru v technologii se spínaným kapacitorem, který by bylo možné aplikovat v laboratorní výuce předmětu Elektrické filtry. Student se práci věnoval spíše nározově, poslední měsíc před odevzdáním byla však jeho aktivita značná. Výsledný přípravek se však podařilo zprovoznit pouze z poloviny, funkční je pasivní filtr typu dolní propust a bilineární aktivní filtr. Vlastní měření na vytvořeném laboratorním přípravku tak studentům zabere pouze přibližně hodinu. Při závěrečném měření filtru druhého řádu byly výstupy integrátorů v saturaci, což odpovídá problémům se stejnosměrnou složkou zpracovávaných signálů. Obvod měl rovněž příliš velkou spotřebu a značně topil. Po formální stránce je textová část bakalářské práce na dobré úrovni, graficky ji považuji za povedenou. S ohledem na dvojí časové měřítko signálů působících ve filtrech se spínanými kapacitory by si časové průběhy v grafech (například na Obr. 3.3) zasloužily přiblížení. Podle Obr. 4.6 (a podobně Obr. 2 v návodu laboratorní úlohy) by byl mezní kmitočet filtrů v řádů Hertzů, což patrně není správně. Změřený maximální útlum u kmitočtové odezvy bikvadratického filtru je pouze 15 dB, naopak pásmová propust má značný vložný útlum v propustném pásmu. I přes výše uvedené poznámky je bakalářská práce akceptovatelná, navrhuji 58 bodů.
Práce je zaměřena na vytvoření laboratorní úlohy v tématu filtrů na principu spínaných kapacitorů. Podobný přípraven by opravdu významně obohatil laboratorní výuku daného předmětu. Práce vysvětluje v první třetině obsahu teorii filtrů, ze které následně specifikuje základní spínané filtrační bloky a ukazuje jejich vlastnosti pomocí simulací. Poslední část je věnována návrhu a konstrukci přípravku. V úvodu bych očekával aspoň zběžnou diskuzi současného stavu (klidně jen malé rozšíření aktuálního úvodu) opřeného o nějaké aktuální příklady prací (reference) v oblasti filtrů a především SC filtrů. V úvodní části (do str. 22) nejsou v textu prakticky citovány žádné reference a základní zdroje. Z mého pohledu je zbytečné uvádět základní pasivní filtry (běžně známé věci - str. 13-18) do hloubky, stačilo by odkázat na reference a zmínit v krátkosti textem, a raději bych upřednostnil problematiku SC filtrů, kterých se má téma práce tykat především. Toto pouze nafukuje obsah textu. Podobně detailní popis aproximací přenosových funkcí. To podstatné začíná až kapitolou 2, str. 23. Oceňuji odvození principu SC rezistoru (vztahy (2.1) – (2.6)). Některé obrázky jsou nevhodně přebrány z literatury, ale většina je vlastní studentova práce. Font některých popisků os je celkem malý a špatně čitelný (v nepoměru k velikosti obrázku), např. obr. 2.2, 2.3. Výsledky na obr. 3.7 by měly být označeny jako simulace. Doporučoval bych měřit/simulovat do vyšších kmitočtů, je třeba zobrazit omezení útlumu (zastavení nárůstu útlumu vlivem rušení z nežádoucích kmitočtových složek vznikajících při spínání pro stanovení SNR a dynamiky). Integrátor simulovaný na obr. 3.9 a podobně i předchozí obrázek 3.7 (pak i další jako např. obr. 3.11) by měl obsahovat teoretický průběh. Není uvedeno, jaké jsou hodnoty R1/ekv a R2, které určují DC omezení modulové charakteristiky na nízkých kmitočtech (ztrátovost), atd. i jinde. Fázová charakteristika by měla být u jednotlivých řešení také uvedena. Obrázek 3.14 naznačuje i omezení útlumu dané principem SC (kolem 30-35 dB), ale opět nejsou použité hodnoty součástek nijak komentovány a zdůvodněny, pravděpodobně pouze převzaty z katalogových doporučení. Panel přípravku má standardní provedení (pro výuku by se hodily nejméně další 2-3 kopie). Výsledky měření je třeba srovnat s předpokladem a výsledky simulace v jednom grafu, případně vynášet chybovou funkci. Na přílohy není téměř odkazováno. Měřená horní propust v obr. 4.7 na první pohled nevykazuje moc dobrou shodu s předpokladem a celkově jsou průběhy posunuty ve svislém směru (do oblasti tlumení). Student by měl vysvětlit proč tomu tak je. Jakým způsobem byl zatížen výstup obvodu univerzálního filtru? Student vytvořil podklady a formulář laboratorní zprávy. Zadání je z formálního pohledu až na diskutabilní funkčnost přípravku splněno. V závěru je problém podrobněji rozebrán, a příčinou je saturace zpětnovazební struktury DC složkou spínače přítomnou na spínačích, ale tím si nejsem zcela jistý, když datasheet to samé zapojení uvádí jako ověřené a doporučené. Na základně uvedených výsledků si nejsem jistý, zda je zařízení provozuschopné a přípravek opravdu aplikovatelný ve výuce. Navrhuji hodnocení 60b/D.
eVSKP id 159011