SZABÓ, Z. Příspěvek k optimální syntéze filtračních obvodů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2012.
Posudek školitele Pan Ing. Zoltán Szabó započal doktorandské studium 29.6.2006. V prvním roce studia v souladu s plánem absolvoval úspěšně zkoušky z předepsaných předmětů a začal pracovat na úkolech zaměřených k tématu jeho doktorandské práce. Ve druhém roce studia v roce 2007 absolvoval jako doktorand zahraniční stáž na universitě ISEP v Paříži, kde dále pracoval na problematice optimalizace aktivních filtrů. Zaměřil se na optimalizaci nekaskádní syntézy ARC filtrů, kterou v následujícím období rozpracoval do algoritmů počítačového programu. Výsledky práce publikoval v několika příspěvcích na zahraničních konferencích a v odborných časopisech. V následujícím roce se zaměřil v souladu s požadavky ústavu na řešení výzkumného úkolu v oblasti výkonových EMC filtrů. Výsledky publikoval jako spoluautor výzkumných zpráv katedry a odborné publikaci. V následujících letech byl zapojen do řady projektů ústavu a značné úsilí věnoval řešení úkolu zaměřeného na sledování koncentrace vzdušných iontů. V tomto období, kdy jako zaměstnanec ústavu pracoval i na řadě dalších projektů, došlo ke zpoždění v závěrečné etapě dokončení jeho disertační práce, kterou odevzdal v letošním roce. Pan Ing.Zoltán Szabó přistupoval k řešení úkolů disertační práce svědomitě a samostatně řešil vybrané oblasti poměrně obtížné a rozsáhlé problematiky optimalizace syntézy kmitočtových filtrů. Při řešení problémů projevil potřebnou míru znalostí i vědecké erudice. Získané poznatky mohou přispět k širšímu využití těchto obvodů v inženýrské praxi. Disertační práce je rozdělena do pěti hlavních kapitol, které se zabývají optimalizací v syntéze moderních kmitočtových filtrů. Závěrečná kapitola je potom zaměřena na výzkum obvodů aspiračního kondenzátoru pro měření koncentrace iontů, u kterého je vyvinutý iontový filtr předmětem patentní přihlášky. Přínosem zpracované disertační práce je, dle mého názoru, zejména komplexní rozbor ztrátových aktivních funkčních bloků používaných při realizaci aktivních filtrů horních a dolních propustí. Za přínosnou je možno považovat i část práce zabývající se moderní problematikou měření a využití EMC filtrů v širokém kmitočtovém rozmezí, neboť tyto problémy nejsou ještě dostatečně propracovány. Přínosem práce je i návrh počítačového programu pro výpočet ARC filtrů s aktivními ztrátovými bloky, návrh měřicího pracoviště a ověřená metodika měření parametrů dvojbranů v širokém kmitočtovém rozmezí. V Brně 27.8. 2012 Doc.Ing.Jiří Sedláček,CSc
Posudek na disertační práci Ing. Zoltána Szabó Příspěvek k optimální syntéze filtračních obvodů Prof. Ing. Karel Hájek, CSc., K217, Univerzita Obrany Brno, Kounicova 65, PS 13, 612 00 Brno tel. 973 442 550, email karel.hajek@unob.cz Předložená disertační práce je součástí vědeckovýzkumných aktivit školicího pracoviště, bezprostředně na ně navazuje. Hlavní zaměření práce, optimalizace některých speciálních problémů syntézy kmitočtových filtrů je úloha stále velmi aktuální a odpovídá oboru disertace. Doktorand se širokého možného závěru soustředil na některé dílčí problémy syntézy kmitočtových filtrů, kde jsou dosud problémy s hledáním optimálního řešení a běžní uživatelé obvykle používají zaběhlá řešení bez snahy o jeho optimalizaci. O aktuálnosti této problematiky svědčí i velice široká publikační aktivita o této problematice na mezinárodním fóru. Je ovšem též potřeba konstatovat, že v obecné rovině jde o velmi náročné téma, a to jak z hlediska velké šířky dostupných pramenů, které je nutno do hloubky prostudovat, tak i z hlediska náročnosti i potřeby velké míry teoretických znalostí praktických zkušeností v této oblasti. Svědčí o tom i značná doba, po kterou nejsou tyto problémy dořešeny. Doktorand se zaměřil na tyto problémy - číslicově řízené analogové filtry, filtry se ztrátovými aktivními bloky, modelování EMC filtrů a filtrační vlastnosti systému pro měření koncentrace iontů. Jde o problémy různé míry obecnosti. Lze říci, že poslední z nich je značně specifický a odlišný od ostatních. Vesměs doktorand volil odpovídající metodiku, kdy postupoval od analýzy problému přes modelování a různé varianty syntézy až po experimentální ověřování. Za konkrétní hodnotné původní přínosy autora považuji zejména: 1. Analýzu reálných vlastností ztrátových dvojných kapacitorů v použití pro tzv. cíleně ztrátové filtry typu DP a HP a praktické závěry z ní vyvozené, speciálně pak vliv kmitočtových vlastností OZ a vliv na dynamický rozsah. 2. Realizace programu pro návrh cíleně ztrátových filtrů. Kromě toho považuji za cenné přínosy: 3. Praktickou aplikaci digitálních potenciometrů pro realizaci digitální řízení kmit. filtrů. 4. Návrh modelů některých EMC filtrů a jejich praktické měření. Ocenit je nutno i další realizace praktických experimentů. K předložené práci mám tyto odborné a metodické připomínky: - Nejasná klasifikace základních zapojení univerzálních filtrů pro realizaci digitálně řízených analogových filtrů (kap. 2.1), kdy nejsou rozlišeny analogově řízené filtry (obr. 2.2) a neřízené filtry (obr. 2.3-2.5). To do určité míry napravuje v kap. 2.2 (str. 11), kde disertant konstatuje nevýhodnost použití variant s analogovým řízením (jako je na obr. 2.2). - Nejasnost měření vlivu řízeného parametru přenosu digitálního potenciometru podle obr. 2.10, (v porovnání s obr. 2.16, kde je to zřejmé). Obecně tu chybí náhradní schémata měřených potenciometrů. Proto naměřené vlastností nemusí reprezentativně vypovídat o jejich vlivu v některých zapojeních, obzvláště pak v případě připojení k „virtuální zemi“ a optimalizace pro použití kmitočtovém pásmu nad 100 kHz nemusí být správně vyhodnocená. - U zapojení základního řízeného bloku 2. řádu (s. 20, obr. 2.2) chybí základní vztahy a návrh a optimalizace hodnot prvků filtru. Říznými rezistory mají být R1 a R2 a ne uvedený R5 (s. 203). Není zřejmá volba hodnoty R6 (4k7), která musí nutně vést k snížení dynamiky filtru, ani jakým způsobem a pro jakou hodnotu byla nastavena hodnota činitele jakosti. Není ani využito doporučené tlumení pro vysoké kmitočty [1], str. 315. Bylo by vhodné provést analýzu a optimalizaci pro různé hodnoty Q. - s. 30 – tab. 3.1 - nevhodné označení zesilovače pro typ V jako ideální zesilovače s přenosem K, kde jde o invertující zapojení s nulovým vstupním odporem. - Do zkoumané skupiny ztrátových dvojných kapacitorů (tab. 3.1, str. 30) by bylo vhodné zařadit i tzv. bezeztrátový sérový rezonanční obvod s jedním OZ ([1], s. 320), který může být nastaven i do režimu ztrátovosti a je vhodný pro realizaci obvodů s nulami přenosu. - Kromě podrobně zkoumaného vlivu ztrátových kapacitorů mohl být podrobněji zkoumán vliv reálných syntetických induktorů. - s. 49, 54 – obr. 3.34, 3.43 – v kolonce Syntetický prvek je pro syntetický induktor s jedním kapacitorem nelogicky zobrazena volba C1 a C2. - Při analýze chyb měření koncentrace vzdušných iontů (kap. 5.1.1) není jasně definován přenos aspiračního kondenzátoru ve vztahu k obr. 5.1 ani vyjádřena přenosová funkce. Není tak mj. objasněn zdánlivý paradox, že při vzrůstu hodnoty zatěžovacího Ri klesá hodnota přenosu. - Není objasněn realizovaný elektrometr (obr. 5.14) ani jeho konkrétní funkční zapojení do schématu na obr. 5.1. Formální struktura disertace vyhovuje všeobecným požadavkům. Disertace byla zpracována pečlivě, forma zpracování je na výborné úrovni, nicméně mám tyto následující připomínky: - s. 285 – odkaz na lit. [16] je evidentně mylný. Obdobně na str. 73, obr. 4.5 byl asi chybný odkaz, který je programem napsán jako „Chyba! Nenalezen zdroj odkazů.“ - s. 31 – obr. 3.3 Zřejmě špatné nápisy v grafech, nejde o RL, ale RC konfigurace. - s. 83 – nadpis a) Symetrický sytém – správně ……systém - s. 99 – obr. 5.4 – neodpovídá barevné označení v legendě Otázky pro doktoranda: 1. Jaké je náhradní schéma použitých digitálních potenciometrů a jak rozdílně se projevují jejich reálné kmitočtové vlastnosti v režimu zatížení napěťovým zesilovačem a v režimu zapojení do invertujícího zesilovače? 2. Objasněte, proč při vzrůstu hodnoty zatěžovacího odporu Ri (obr. 5.1) klesá hodnota přenosu. Závěr: Konstatuji, že předložená disertace odpovídá oboru disertace, je aktuální, má charakter tvůrčí vědecké práce a obsahuje původní výsledky, které byly publikovány v dostatečné míře na odpovídajícím fóru. I to svědčí o vědecké erudici doktoranda. Výše uvedené připomínky a nedostatky částečně vyplývají z náročnosti a rozsáhlosti problematiky a nesnižují celkovou vědeckou hodnotu disertace pod přijatelnou úroveň. Proto konstatuji, že disertační práce odpovídá obecně uznávaným požadavkům k udělení akademického titulu a doporučuji práci k obhajobě. V Brně dne 17. 5. 2012
viz posudek v pdf
eVSKP id 57414