ZDRAŽIL, L. Návrh a optimalizace speciálního nízkoúrovňového zesilovače pro měření vzdušných iontů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2020.
Student se během semestru plně věnoval diplomové práci a úkoly plnil s časovým předstihem. Navázal na problematiku měření vzdušných iontů dlouhodobě řešenou na UTEE. Po úvodní části vysvětlující potřebu návrhu kvalitního nízkoúrovňového zesilovače pro měření vzdušných iontů je podrobně probrána teorie měření malých proudů. Student zde čerpal v rozsáhlé literární rešerši především ze zahraniční literatury. Byla určena kritická místa návrhu, jako je použití teflonovým izolátorů, speciální relé a kvalitní vysokoohmové rezistory bez přídavného šumu 1/f. Z několika možných zapojení byl vybrán převodník I/U s následným filtrem DP, především kvůli svému nízkému vstupnímu odporu. Z dostupných elektrometrických OZ dostupných na trhu byl vybrán nejvýhodnější typ ADA4530-1 a pro něj provedeny potřebné simulace a výpočty. Následně byl navržen i zesilovač s DPS. Bohužel vlivem současné situace ve světě jej nebylo možné zakoupit ani jinak získat. Proto byl nakonec vybrán náhradní typ LMC6001A. Změřily se jeho vlastnosti a byl použit do zesilovače místo původně uvažovaného typu. U použitých vysokoohmových rezistorů byl změřen jejich přídavný šum 1/f s využitím metody aktivního stínění. Klíčové prvky zesilovače byly proměřeny na vysokoohmovém pracovišti s elektrometrem, aby bylo dosaženo nejlepších vlastností. Následně byly proměřeny celkové vlastnosti zesilovače, jeho časová stabilita mezi intervaly automatického nulování a vypočteny nejistoty měření. Všechna tato měření nejsou triviální, vyžadují dobrou experimentální praxi, dobré stínění a kvalitní konstrukční návrh. Zadání bylo splněno a dosažené výsledky jsou vynikající.
Diplomová práce se zabývá návrhem a optimalizací nízkoúrovňového zesilovače pro měření koncentrace vzdušných iontů především s minimální úrovní šumu a stabilitou nuly. Pro měření vzdušných iontů je třeba měřit proudy o velikosti v jednotkách nebo desetinách pA. V současné době na ÚTEE existuje měřič koncentrace vzdušných iontů, schopný automatického měření ve vlhkém prostředí. Nový zesilovač umožní přesnější a stabilnější výsledky měření a sníží velikost svodových proudů, ovlivňujících přesnost měření. Téma práce je aktuální a přínosné a ve světovém měřítku poskytne zařízení, které dobou měření ve vlhkém prostředí bude unikátní. Diplomová práce splnila zadáním stanovené cíle. Vychází z literární rešerže zkoumané problematiky jak v oblasti metod měření iontů, tak i metrologie dílčích částí. Celkově je diplomová práce napsaná dobře a do dostatečné hloubky. Přehlednosti práce by prospělo, kdyby autor zvýraznil volbu typu zapojení zesilovače a pro tento typ navrhl a provedl rozbor jeho náhradního zapojení. K tomu účelu je na straně 36 jen jedna věta. Logické návaznosti nejsou dobré a zhoršují pohled na diplomovou práci. Dostatečně podrobně jsou také definovány pojmy a souvislosti mezi nimi, Rozsah práce je dostatečný. Formální úprava textu, grafického vyjádření i jazyková úroveň je dobrá jen s výjimkou používání slangových výrazů, jako např. skrz, skrze … apod. Diplomová práce má větší počet příloh, v nichž jsou uvedeny schémata zapojení zesilovače a měřicích přípravků, plošné spoje a tabulky změřených hodnot. Vlastní přínos práce spočívá v rozboru šumových poměrů navrženého zesilovače, v návrhu a provedené měření šumových napětí a vlastností odporů apod. Získané výsledky jsou podrobně popsány, na závěr práce dobře diskutovány. K práci mám drobné připomínky: • Str. 5 první odstavec – výhodou měření vzdušných iontů také je možnost určit spektrální charakteristiku iontového pole. • Str. 8 – Vysvětlete pojem saturovaný stav pro měření podle rovnice 1.7 • Obr. 2.10 Podle odhadu ploch není naznačená šumová šířka pásma správná. • V kapitole 6 je rozbor různých typů zesilovačů. V kap. 7 je počítačová simulace hlavně šumových poměrů a kap. 8 se zabývá konstrukčním provedením měřiče. Na závěr je uvedeno blokové zapojení sestavy zesilovače. Mělo by to být naopak. • V obr. 9.2 by mola být uvedena charakteristika udávaná výrobcem na přímé porovnání. Bakalářská práce je na dobré úrovni a tématika spadá do oboru radiotechniky. Na základě uvedeného doporučuji diplomovou práci Bc. Lukáše Zdražila k obhajobě a hodnotím ji 88 body.
eVSKP id 126121