VÁVRA, J. Aktivní obvodové prvky s proudovými vstupy a výstupy a jejich aplikace [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2012.
Doktorand Ing. Jiří Vávra zahájil vědeckou výchovu v roce 2007. Rok nato úspěšně složil všechny zkoušky, předepsané v ISP. V termínu složil i státní doktorskou zkoušku a obhájil teze. Souběžně si plnil i své pedagogické povinnosti: vedl počítačová cvičení předmětu Modelování a počítačová simulace (BMPS) a numerická, počítačová a laboratorní cvičení předmětu Analogové elektronické obvody (BAEY). Oba předměty úzce souvisely s tématem disertace (Teorie obvodů a praxe jejich SPICE modelování a simulace). Počínaje rokem 2008 se Ing. Vávra zapojil do řešení konkrétních projektů, kde se pod mým vedením zabýval syntézou kmitočtových filtrů, oscilátorů a přesných usměrňovačů na bázi moderních aktivních prvků, jejichž vstupní části byly převážně řešeny jako proudové diferenční jednotky nebo proudové invertory či sledovače. V tomto směru dosáhl zajímavých výsledků, které se mu podařilo publikovat jak na tuzemských konferencích, tak i na prestižních mezinárodních konferencích typu ECCTD a PRIME. K dnešnímu datu (9.11.2011) má v databázi Thomson Reuters evidována dvě díla, přičemž další, již publikované práce, se zde v důsledku setrvačnosti příslušných procesů objeví později. Ke každému z děl je v současnosti evidována trojice citací, takže H-index Ing. Vávry podle Web of Science je nyní roven dvěma. Cením si i toho, že jako doktorand se po dva roky ucházel o řešení projektů FRVŠ a v obou případech byl úspěšný. Pomoc těchto projektů se mu podařilo zmodernizovat praktické formy výuky ve výše uvedených předmětech BMPS a BAEY. Předložená disertační práce podle mého názoru popisuje disertabilní výsledky, a proto ji doporučuji k obhajobě.
Doc.Ing.Jiří Sedláček,CSc. Ústav teoretické a experimentální elektrotechniky Vysoké učení technické v Brně OPONENTSKÝ POSUDEK doktorské disertační práce Autor: Ing. Jiří Vávra Název práce: Aktivní obvodové prvky s proudovými vstupy a výstupy a jejich aplikace Posuzovaná disertační práce se zabývá problematikou syntézy moderních elektronických obvodů s využitím netradičních a perspektivních aktivních prvků. Předložená práce řeší náročnou a vysoce aktuální problematiku syntézy nových zapojení kmitočtových filtrů, usměrňovačů, oscilátorů, obvodů pro kopírování proudů a odpovídá plně oboru disertace. Předložená práce, která obsahuje celkem 113 stran textu s 94 obrázky, je rozčleněna do pěti hlavních kapitol. Po obecném úvodu a rozboru současného stavu zkoumané problematiky následuje logicky vytčení cílů disertační práce. Specifikace cílů disertační práce, jak ji autor prezentuje ve shodně nazvané podkapitole, je však dle mého názoru příliš obecná, neurčitá a splývá místy s náznakem popisu použitých metody řešení. Stěžejní částí práce je třetí kapitola, ve které autor postupně popisuje rozbory vlastností jednotlivých aktivních prvků a obvodů, navrhuje nová či modifikovaná zapojení a popisuje výsledky počítačových simulací a u některých vybraných zapojení také výsledky naměřené na realizovaných vzorcích navržených obvodů. Za původní přínos autora k řešení uvedené problematiky moderních aktivních obvodů lze považovat popis a rozbor dvou nových aktivních prvků i podrobné analýzy vlivů reálných prvků na jejich vlastnosti. Přínosem je také část práce zabývající se kmitočtovými filtry v proudovém a smíšeném módu a část práce zabývající se návrhem nových obvodů oscilátorů. Ocenit lze zejména podrobnou a jejich detailní analýzu a počítačové simulace všech navrhovaných obvodů. Zvláště je nutno ocenit praktické ověření vlastností některých vybraných obvodů získané měřením realizovaných vzorků. Nutno je však poznamenat, že hlubší rozbor reálných vlastností a konfrontaci simulovaných parametrů s měřenými by zasluhovaly všechny nově navržené obvody, nejen některé vybrané. V poslední - závěrečné části práce, která shrnuje výsledky dosažené při řešení uvedené problematiky, pak nemůže autor jinak než opět velmi obecně konstatovat splnění cílů disertační práce. Já jako oponent pak obecně mohu konstatovat zhruba totéž. Po stránce formální má předložená práce vcelku dobrou úroveň. Výtku si však zaslouží kvalita některých obrázků a zejména obrázky některých schémat neodpovídajících běžným zvyklostem (značný vzájemný nepoměr velikosti některých prvků a zvláště nestandardní a mnohde doslova „humpolácké“ orientační šipky). Stylistická a formální stránka je místy značně poznamenána patrnou nezkušeností autora. V předložené práci se (kromě značného počtu nepřesných či neobratných formulací) objevuje jen minimální počet tiskových chyb, což svědčí o pečlivosti a svědomitosti autora v závěrečné fázi práce na disertaci. Závěr: Předložená práce pana Ing. Jiřího Vávry řeší aktuální problematiku syntézy elektronických obvodů s moderními aktivními prvky, námět práce odpovídá oboru disertace a práce obsahuje řadu původních vědeckých poznatků. Přínos předložené práce lze spatřovat hlavně v návrhu a podrobné detailní analýze nového zapojení několika typů obvodů aktivních kmitočtových filtrů a oscilátorů využívajících moderní aktivní prvky. Z přiloženého souhrnu publikací je patrné, že jádro disertace bylo na potřebné úrovni publikováno v příslušné odborné literatuře a je vlastním přínosem autora jak v obvodové technice moderních aktivních obvodů, tak i v souhrnu pro samotný rozvoj vědního oboru. Uvedený seznam vědecké činnosti uchazeče je dokladem toho, že se jedná o pracovníka s vědeckou erudicí a schopností samostatné práce. Předložená práce ,dle mého názoru, odpovídá obecně uznávaným požadavkům na udělení akademického titulu. Vzhledem k předchozím závěrům tedy doporučuji připustit předloženou disertační práci k obhajobě. Doc.Ing.Jiří Sedláček,CSc. V Brně 8.3.2012
Oponentský posudek na disertační práci Název: Aktivní obvodové prvky s proudovými vstupy a výstupy a jejich aplikace Disertant: Ing. Jiří Vávra Autor posudku: Doc. Ing. Jan Maschke, CSc. Zázmolí 17, 614 00 Brno Tel.: 728767977, e-mail: jan.maschke@email.cz Předložená disertační práce řeší problematiku moderních aktivních obvodových prvků se zaměřením na prvky s proudovými vstupy a výstupy. Zabývá se návrhem některých prvků, jejich modelováním a aplikací v systémech zpracování analogových signálů. Obsah práce Práce je vedle motivačního úvodu a závěru rozdělena do dvou zásadních kapitol. V kapitole 2 je analyzován vývoj a současný stav aktivních prvků, pracujících v proudovém módu a na základě toho je stanoven cíl disertace. Výsledky práce obsahuje poměrně rozsáhlá kapitola 3. Vedle návrhu dvou nových prvků jsou zde analyzovány některé známé prvky s ohledem na jejich možnou realizaci vzhledem k tomu, že není k dispozici jejich integrované provedení. Analýza vždy obsahuje model včetně zahrnutí prvků, popisujících parazitní vlivy, stanovení přenosové funkce a simulaci chování obvodu v programovém prostředí PSpice. Při návrhu aktivních prvků je v řadě případů využívána integrovaná struktura tzv. diamantového tranzistoru. Rozsáhlá je část aplikací analyzovaných prvků při návrhu kmitočtových filtrů, oscilátorů, fázovacích článků a dalších. Zde jsou také ověřeny experimentálně tři obvody s dobrou shodou s vypočteným modelem. Aktuálnost práce Práce řeší aktuální problematiku rozvoje zajímavé skupiny nových aktivních prvků, které jsou významné při zpracování signálů široké skupiny senzorů. O tom, že režim proudového, případně smíšeného módu je aktuální svědčí řada současných publikací v tomto oboru. Jisté obtíže při řešení spočívají v tom, že některé dílčí prvky, užitečné pro realizaci, nejsou v integrovaném provedení, ale jsou často jen součástí větších systémů. Rozpracování nových prvků a prokázání jejich vhodnosti pro zpracování některých kategorií signálu jsou předpokladem pro vytvoření zájmu o jejich realizaci v integrované podobě. Přínos práce a splnění cílů Lze konstatovat, že práce splnila vytýčený cíl. Za přínosné považuji zejména definování dvou nových prvků CIBTA (Current Inverter Buffered Transconductance Amplifier) a CFBTA (Current Follower Buffered Transconductance Amplifier), využívající integrovaného obvodu OPA 860, tzv. diamantového tranzistoru. Tyto prvky jsou také základem pro realizaci kmitočtových filtrů a oscilátorů, kde jsou zahrnuty reálné vlastnosti vstupních a výstupních obvodů. Dílčím přínosem je také analýza prvků CDU (Current Differencing Unit) a ZC-CDU (Z-Copy Current Differencing Unit). Tyto jednotky jsou sice známy, práce ale obsahuje analýzu jejich reálných vlastností, tj. včetně parazitních vlivů na vstupu a výstupu prvku. Tyto jednotky jsou pak základem navrhovaných obvodů, např. obvodů fázovacích článků. Rozsáhlá část práce se zabývá aplikací výše zmíněných prvků, případně dalších, využívajících např. operační transkonduktanční zesilovače. Za přínosné považuji zejména zahrnutí reálných vlastností obvodů do návrhů a vyhodnocení celkového modelu včetně konfrontace s naměřenými výsledky, které je provedeno v případě tří aplikací. Publikace jádra práce V přiloženém seznamu uvádí autor 16 publikací, z nich se přímo k práci vztahuje 12 a to: 1 článek na domácí konferenci, 9 článků na zahraničních konferencích, z toho 5 s citací na ISI Web of Science, 1 článek v neimpaktovaném a 1 článek v impaktovaném časopise. Výsledky publikační práce svědčí o tom, že disertant je schopen předávat výsledky své práce a vystavit je k posouzení odborné veřejnosti. Vědecká erudice disertanta Na základě posouzení předložené práce lze konstatovat, že disertant prokázal schopnost vědecké práce. Prokázal schopnost orientace v rozvíjející se oblasti, uplatnil vhodnou metodu analýzy spočívající v sestavení modelu včetně reálných vlivů, matematického popisu a modelování ve vhodném programovém prostředí. Nezanedbatelná je i jeho schopnost experimentálního ověření vybraných modelů. Odborné aktivity a publikační činnost svědčí o schopnostech pro vědeckou práci a předpokladech pro další odborný růst. Připomínky Práce je zpracována na dobré grafické i jazykové úrovni. Vzhledem k tomu, že je zpracována v českém jazyce, stálo by za úvahu uvedení českých ekvivalentů k anglickým názvům, a to buď při prvním použití, včetně anglického názvu a zkratky, která se dále používá, nebo alespoň v seznamu zkratek. K práci mám některé připomínky, z nich uvádím: Text Není jednotnost v označování veličin, např. B šířka pásma, jinde zesílení, různé symboly pro přenosovou funkce L, H, K (možná záměrně). Str. 27 Ohraničení kmitočtového pásma 3dB/dek asi není odpovídající, v tabulce jsou mezní kmitočty, které se definují na poklesu o 3 dB. Str.44 Zde i při dalších experimentech by bylo vhodné popsat měřicí pracoviště zejména z hlediska úrovně vstupního signálu a výstupní impedance zdroje a zátěže při vyšších kmitočtech, zde 100 MHz i výše, i problém přizpůsobení. Str.61 Jak se dospělo k hodnotám parazitních indukčností v tab. 5, odpovídajících modelu na obr. 56? Hodnoty řádově stovky H odpovídají indukčnosti nezanedbatelně velké cívky. Str.63 Není jasné uplatnění tvarovače signálu - usměrňovače, když pro nízké kmitočty se doporučuje zdroj signálu s výstupní impedancí větší než 500 k, kdy je vstupní proud řádu mikroampérů, možná menší, obdobně výstupní proud, na zátěži 1 řádu mikrovoltů. Str.67 Při splnění výše uvedeného požadavku na experimenty by nebylo třeba položit otázku, co znamená „provedení analýzy s ohledem na vstupní impedanci 1 M/2 pF“. V rámci rozpravy doporučuji, aby disertant odpověděl na následující otázky: 1) Jaká je úroveň měřicího signálu při měření kmitočtové charakteristiky CIBTA, jak se uplatní proudový nebo smíšený mód, když jde o napěťový vstup a výstup, a jak je řešeno impedanční přizpůsobení ? 2) Lze najít způsob nebo kriterium určení vhodnosti proudového módu s ohledem na charakter zdroje vstupního signálu, např. zobecněného senzoru? Závěr Disertant prokázal schopnost samostatné vědecké práce i orientaci v problematice aktivních prvků při zpracování analogových signálů. Vytvořil dobrý metodický základ pro návrh obvodů a jejich modelování, včetně zahrnutí parazitních vlivů na reálné vlastnosti. Prokázal i určité experimentální dovednosti. Výsledky své vědecké práce úspěšně publikuje. Na základě zhodnocení doporučuji předloženou práci k obhajobě a po úspěšné obhajobě udělení akademického titulu. V Brně dne 27.2.2012 Doc. Ing. Jan Maschke, CSc. Oponent
eVSKP id 48857