Bachelor's Thesis

Miniature FM Radio in a Matchbox-Sized Enclosure

Final Thesis 12.26 MB Appendix 2.56 MB

Author of thesis: Bc. Adam Keřka

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Aleš Povalač, Ph.D.

Reviewer: prof. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D.

Abstract:

The aim of this thesis is the implementation of an FM radio with dimensions equivalent to a standard matchbox. The scope of the work primarily includes the design of the printed circuit board (PCB), the structural design of the radio, and the development of software in the C language. The following chapters also address the selection of suitable components for this application and their subsequent implementation. Particular emphasis is placed on the chapter regarding the selection of miniature integrated FM receivers with RDS support.

Keywords:

FM radio, FM receiver, ATmega328P, Si4703, RDA5807M, RDS, miniature, digital electronics

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student prezentuje výsledky a postupy řešení závěrečné práce. Následně odpovídá na dotazy vedoucího a oponenta práce a na dotazy členů zkušební komise. Doktor Lukeš se ptal na citlivost, student odpovídá. Další dotaz je na jiné typy modulací, student odpovídá. Doc. Holcman se ptal na důvod použití daného typu, student odpovídá a udává důvody. Další dotaz je na rozdíly mezi rádiem z e-shopu Drátek a studentovým řešením, student uvádí rozdíly.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Electronics and Communication Technologies (BPC-ECT)

Composition of Committee

doc. Ing. Jiří Petržela, Ph.D. (předseda)
prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida (místopředseda)
doc. Ing. Vladimír Holcman, Ph.D. (člen)
Ing. Zdeněk Roubal, Ph.D. (člen)
Ing. Zbyněk Lukeš, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Aleš Povalač, Ph.D.

Práce řeší kompletní návrh a realizaci vysoce miniaturizovaného FM přijímače s podporou RDS. Zahrnuje výběr komponent, návrh vlastní dvouvrstvé DPS, mechanické konstrukce pro 3D tisk a firmwaru v jazyce C.

Všech šest bodů zadání považuji za splněné. Oceňuji především rozsah a komplexnost zpracování. Kapitola výběru komponent je vedena systematicky, se srovnávací tabulkou FM přijímačů a věcným zdůvodněním volby rádiového čipu i NF zesilovače. Velmi dobrý dojem dělá firmware: student pracuje s přerušeními, časovači, debouncingem, ukládáním nastavení do EEPROM a s vlastním dekódovacím algoritmem RDS. Realisticky je popsán i problém integrované antény. Student pracoval samostatně a aktivně, návrhová rozhodnutí dokázal obhájit při konzultacích.

Slabší je experimentální část. Akustický výkon a poslechová kvalita jsou hodnoceny pouze subjektivně, bez měření SPL či THD reálného výstupu. Měření výdrže akumulátoru je metodicky nekonzistentní - naměřená hodnota převyšuje teoretickou a vysvětlení odchylkou multimetru působí jako dodatečné zdůvodnění.

Formální stránka kazí jinak dobrou práci. Navzdory deklarovanému použití AI ke gramatické korektuře zůstává v textu řada překlepů. Vyskytuje se v ní netechnické vyjadřování i záměna dBm/dBuV. Velké množství chyb a překlepů je i v seznamu zkratek. Schéma v příloze A je ve formátu A4 na hranici čitelnosti.

Zadání tedy považuji za splněné a úroveň HW i FW za velmi dobrou, celkový dojem snižují metodicky slabší měření a zejména formální nedbalost. Points proposed by supervisor: 88

Grade proposed by supervisor: B

Úkolem studenta Adama Keřky byl návrh a realizace miniaturního FM rádia s podporou RDS. Student měl prostudovat možnosti příjmu pomocí miniaturních integrovaných přijímačů a navrhnout celkové řešení při předpokladu limitovaných rozměrů typické krabičky od sirek. Hotový prototyp a jeho funkčnost měla být ověřena zejména s ohledem na kvalitu příjmu, akustického výkonu a dostupnost dekódovaných informací systému RDS.

Mohu konstatovat, že předložená bakalářská práce obsahuje řešení všech úkolů, které byly požadovány zadáním. Bakalářská práce je psána v českém jazyce, má standardní rozsah 54 stran včetně všech příloh, obsahuje všechny formální náležitosti a její grafická a textová stránka je na velmi dobré úrovni. Student dokládá až 27 citací použité literatury.

V úvodní části práce student představuje integrované přijímače FM s číslicovým zpracováním na mezifrekvenčním kmitočtu a rozebírá spektrum signálového multiplexu. Pro následnou realizaci vybírá vhodný integrovaný FM přijímač Si4703, mikrokontrolér ATmega328P, OLED displej DEP128064C1, akumulátor LP403035 Akyga AKY0386 se správou nabíjení pomocí obvodu MCP73831, audio výkonový zesilovač TPA741 a reproduktor CDS-25148-L100. Student dále dokládá návrh schématu zapojení, který vychází z doporučených katalogových zapojení a realizaci oboustranné desky plošného spoje. Z hlediska vývoje firmware pro přijímač je doložen vývojový diagram a rozebrán návrh menu pro ovládání. Z pohledu posouzení kvality reprodukovaného audio signálu je škoda, že student neprovedl měření v laboratoři audio elektroniky nebo alespoň pomocí základních měření hlasitosti a harmonického zkreslení. Realizace je však funkční a fotodokumentace dokládá finální provedení prototypu miniaturního FM rádia.

Závěrem bych rád shrnul, že zadání bakalářské práce bylo splněno. Formální kvalita bakalářské práce je na průměrné úrovni a představuje i zdařilou hardwarovou a softwarovou realizaci. Bakalářskou práci Adama Keřky doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení A/90 bodů. Topics for thesis defence:
  1. 1) Citlivost přijímače jste posuzoval experimentálně a podle integrované měřené hodnoty RSSI. Jakým způsobem byste měření provedl objektivně např. v laboratorních podmínkách ?
  2. 2) Existují na trhu čipy přijímačů, které podporují příjem DAB ? Pokud ano, jak by bylo potřeba vámi navržený prototyp upravit pro možný příjem z hlediska frekvenčních pásem a digitálního zpracování signálu ?
Points proposed by reviewer: 90

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová