Master's Thesis

Sound card for measurement purposes

Final Thesis 14.32 MB Appendix 2.25 MB

Author of thesis: Bc. Petr Kundel

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Ondřej Krajsa, Ph.D.

Reviewer: Ing. Pavel Hanák, Ph.D.

Abstract:

This work investigates the design of a sound card for measurement purposes. After a theoretical analysis of possible solutions, an architecture is selected and developed into its final form. The key components are the STM32 microcontroller and AD/DA converters. The thesis also describes the creation of production documentation. The STM32 code is providing communication between the USB sound card device and the USB host. The result of the thesis is a functional device that has been tested.

Keywords:

AD converter, Codec, DA converter, I2S, I2C, STM32, Sound card

Date of defence

11.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Otázky: Proč jste pro výrobu analogových napájecích napětí použil nestabilizovaný měnič Traco Power TBA2-0523 a LDO? Nebylo by jednodušší použít stabilizovaný měnič, který dodává přímo požadovaných ±12 V? Obvod LM5158 lze aktivovat či deaktivovat pomocí jeho EN vstupu. Proč ho zapínáte pomocí externího relé U13? Co způsobuje pokles přenosu výstupů na kmitočtech nad 2 kHz, který je vidět na obr. 3.10? Jak by jej šlo odstranit či posunout na vyšší kmitočet? Student obhájil diplomovou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Department

Department of Telecommunications

Study programme

Audio Engineering (MPC-AUD)

Specialization

Audio Production and Recording (AUDM-ZVUK)

Composition of Committee

prof. Mgr. Pavel Rajmic, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Sysel, Ph.D. (místopředseda)
Ing. MgA. Jana Jelínková (člen)
Ing. Petr Honzík, Ph.D. (člen)
Ing. David Leitgeb (člen)

Supervisor’s report
Ing. Ondřej Krajsa, Ph.D.

Bc. Petr Kundel ve své diplomové práci navrhl a realizoval USB zvukovou kartu pro měřicí účely. Zadání bylo poměrně náročné, protože zahrnovalo návrh analogové části, výběr a zprovoznění AD/DA převodníků, implementaci USB audio rozhraní, návrh DPS, mechanickou konstrukci i ověření parametrů měřením.

Student pracoval samostatně, aktivně a práci pravidelně konzultoval. Navržené zařízení bylo úspěšně realizováno, je funkční a bylo prakticky otestováno. Kladně hodnotím zejména komplexnost řešení, propojení hardwarové a softwarové části a dotažení práce do funkčního prototypu.

Formální zpracování je na dobré úrovni, pouze místy se vyskytují drobné typografické a jazykové nedostatky. Ty však nesnižují celkovou kvalitu práce. Zadání považuji za splněné, práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení stupněm A. Points proposed by supervisor: 100

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Pavel Hanák, Ph.D.

Bc. Kundel měl za úkol sestrojit USB zvukovou kartu s přesně definovanými úrovněmi signálů, včetně mechanické konstrukce. Toto poměrně náročné zadání celé splnil. Zvolené řešení považuji za správné, zvláště musím vyzdvihnout popis konfigurace USB a převodu dat pro převodníky v kapitolách 3.3 a 3.4. Naopak poněkud matoucí je konec kapitoly 3.7.3, ve které student popisuje dodatečnou úpravu vstupního děliče z kapitoly 2.2.1. Lepší by bylo, kdyby kapitolu 2.2.1 přepočítal podle skutečnosti. Za jistý nedostatek považuji absenci přepěťových ochran na audio výstupech, ale ty lze pro zamýšlené použití ve výuce snadno doplnit. Formální zpracování je na vysoké úrovni, ale často se objevují typografické prohřešky jako chybějící mezery mezi číslicí a jednotkou, nesprávné zalomení řádků a popisky umístěné pod tabulkami. Student také v celém textu používá slovo "phantomové" a jiné zbytečné anglizmy jako "headroom" nebo "footprint". Celkově se však jedná o zdařilou DP, kterou navrhuji hodnotit stupněm A. Topics for thesis defence:
  1. Proč jste pro výrobu analogových napájecích napětí použil nestabilizovaný měnič Traco Power TBA2-0523 a LDO? Nebylo by jednodušší použít stabilizovaný měnič, který dodává přímo požadovaných ±12 V?
  2. Obvod LM5158 lze aktivovat či deaktivovat pomocí jeho EN vstupu. Proč ho zapínáte pomocí externího relé U13?
  3. Co způsobuje pokles přenosu výstupů na kmitočtech nad 2 kHz, který je vidět na obr. 3.10? Jak by jej šlo odstranit či posunout na vyšší kmitočet?
Points proposed by reviewer: 96

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová