Vybrané praktické aplikace fraktálních dvojpólů v imitančních a přenosových funkcích
Loading...
Date
Authors
Domanský, Ondřej
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Tato práce je rozdělena do pěti po sobě následujících částí (nepočítaje bibliografií). První část se zabývá představením implementace v navržené struktuře prvku s konstantní fázovou odezvou (constant phase element, dále jen CPE) založeného na sério-paralelním zapojení rezistorů a kondenzátorů. Následují rozbory vybraných zapojení pro implementaci takto navrženého CPE prvku a jejich možné srovnání s jinými zapojeními podobného typu v kapitole State of the Art. Cíle disertační práce, které byly stanoveny, jsou ve čtyřech bodech popsány v kapitole Objectives of Work. Úspěšnost plnění těchto bodů je pak probrána v závěrečné kapitole Concluding Discussion, společně s možností dalšího postupu implementací CPE prvků a jejich aplikace v obvodech. Hlavním bodem práce je druhá část Publications and Research sestávající se s publikovaných konferenčních článků a impaktovaných časopiseckých článků. Za zmínku stojí dva impaktované časopisy, pro publikaci v CSSP (Circuits, Systems, and Signal Processing), o tématu praktického návrhu RC aproximantů a jejich aplikace v CMOS konvejorech. Druhý článek, který měl nejsignifikantnější dopad na disertační práci byl publikován v impaktovaném časopise IEEE Access sestávající z problematiky elektronicky řiditelných a nastavitelných fraktálních filtrů. Obě navrhované aplikace v těchto impaktovaných časopisech nabízejí elektronickou ovladatelnost časové konstanty, hodnoty magnitudy a rekonfigurace. Čtenář bude seznámen s novými možnostmi použití CPE prvků v lineárních obvodech. Za účelem ověření prezentovaných konceptů byly u vybraných článků provedeny simulace v programu PSpice, stejně jako experimentální testy s vyrobenými čipy na pracovišti a s komerčně dostupnými prvky.
This dissertation is organized into five consequential sections (excluding the bibliography). The initial section delves into the introduction of the implementation in the proposed structure of the element with a constant phase response (Constant Phase Element, henceforth referred to as CPE), based on a series-parallel configuration of resistors and capacitors. This is followed by analyses of selected configurations for the implementation of the proposed CPE element and a possible comparison with other configurations of a similar type in the State of the Art chapter. The objectives of the dissertation are described in four points in the Objectives of Work. The success in fulfilling these objectives is then discussed in the Concluding Discussion, along with further possibilities of the implementation of CPE elements and their applications in linear circuits. The second part is the core of this dissertation, consisting of published conference papers and articles in impact journals. Noteworthy are two impact journals for publication in CSSP (Circuits, Systems, and Signal Processing) on the topic of practical design of RC approximants and their application in CMOS conveyors. The second paper, which had the most significant impact on the dissertation, was published in the impactful journal IEEE Access and consists of issues related to electronically controllable and adjustable fractional filters. Both those proposed impact paper applications offer electronic control over the time constant, magnitude values, and reconfiguration. The reader will be introduced to new possibilities for the application of CPE elements. For the purpose of verification of the presented concepts, selected simulations were conducted in the PSpice program for some articles, as well as experimental tests with fabricated chips in the lab and with commercially available components.
This dissertation is organized into five consequential sections (excluding the bibliography). The initial section delves into the introduction of the implementation in the proposed structure of the element with a constant phase response (Constant Phase Element, henceforth referred to as CPE), based on a series-parallel configuration of resistors and capacitors. This is followed by analyses of selected configurations for the implementation of the proposed CPE element and a possible comparison with other configurations of a similar type in the State of the Art chapter. The objectives of the dissertation are described in four points in the Objectives of Work. The success in fulfilling these objectives is then discussed in the Concluding Discussion, along with further possibilities of the implementation of CPE elements and their applications in linear circuits. The second part is the core of this dissertation, consisting of published conference papers and articles in impact journals. Noteworthy are two impact journals for publication in CSSP (Circuits, Systems, and Signal Processing) on the topic of practical design of RC approximants and their application in CMOS conveyors. The second paper, which had the most significant impact on the dissertation, was published in the impactful journal IEEE Access and consists of issues related to electronically controllable and adjustable fractional filters. Both those proposed impact paper applications offer electronic control over the time constant, magnitude values, and reconfiguration. The reader will be introduced to new possibilities for the application of CPE elements. For the purpose of verification of the presented concepts, selected simulations were conducted in the PSpice program for some articles, as well as experimental tests with fabricated chips in the lab and with commercially available components.
Description
Keywords
Konstantní fázový prvek (CPE), struktury neceločíselného řádu, proporční integrační a diferenční regulátor (PID, stejně tak PID), napěťový diferenční proudový konvejor, frekvenčně závislé prvky, celočíselné a neceločíselné integrace a derivace, Constant phase element (CPE), fractional-order dynamics, proportional integrational and differential controller (PID, also PID), voltage differencing current conveyor, frequency dependent elements, integer and non-integer integrations and derivations
Citation
DOMANSKÝ, O. Vybrané praktické aplikace fraktálních dvojpólů v imitančních a přenosových funkcích [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2025.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Ing. Aleš Prokeš, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Lubomír Brančík, CSc. (člen)
doc. Ing. Ladislav Polák, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Milan Štork, CSc. (člen)
doc. Dr. Ing. Pavel Horský (člen)
Assoc. Prof. Umut E. Ayten (člen)
doc. Ing. Jiří Vávra, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2025-09-17
Defence
Doktorand předatavil hlavní výsledky své prtáce podle vytyčených cílů. Zmínil především nové přístupy návrhu obvodů frakčního řádu a přístupy navržené pro návrh CPE a aplikaci korekčních prvků přidaných k návrhu, stejně jako obvod PID navržený s aktivní složkou VDCC jako aplikací. Po zodpovězení otázek i některých připomínek oponentů se komise jednomyslně usnesla na závěru, že Ing. Ondřej Domanský splnil cíle dizertační práce a dosaženými výsledky a publikační činností splnil podmínky k udělení akademického titulu doktor.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení