Master's Thesis

Projection of System Information for a HiFi Amplifier

Final Thesis 12.82 MB Appendix 3.18 MB

Author of thesis: Ing. Ladislav Krivý

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. et Ing. Pavel Šteffan, Ph.D.

Reviewer: Ing. Vladimír Levek, Ph.D.

Abstract:

Premium HiFi tube amplifiers need to present state information to the user without compromising the clean visual design of the chassis. This thesis therefore develops a~compact embedded projector integrated into the amplifier body, projecting the user interface onto the surface below the chassis from a~height of approximately \qty{15}{\centi\metre}. The projected interface shows volume, input selection, tube warm-up progress and a~music-responsive audio visualisation. The solution is based on a~Displaytech LightView~201k LCoS microdisplay driven by an ESP32-S3 microcontroller through its LCD\_CAM peripheral and can be powered from the tube heater winding. The hardware comprises a~custom two-layer control PCB with linear power supplies, isolated stereo audio sensing using HCNR201 linear optocouplers, ambient-light-dependent brightness control, a~timed logic output for the customer's switching circuit, a~PCB-edge USB-C interface and an aluminium-core carrier for the high-power white projection LED. The firmware implements a~dynamically loaded graphical theme system and real-time FFT visualisation. A~companion desktop editor allows the projected theme to be modified without recompiling the firmware and updated over USB. Production data for small-series manufacture were prepared. Verification of the manufactured prototype demonstrated correct operation of the projection, user inputs, audio visualisation, brightness control and thermal stability; final mechanical integration remains a~follow-up step with the customer.

Keywords:

LCoS, microdisplay, embedded projector, ESP32-S3, HiFi amplifier, FFT visualisation, linear optocoupler, galvanic isolation

Date of defence

10.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student seznámil státní zkušební komisi s řešením své diplomové práce a zodpověděl otázky a připomínky oponenta. Dále odpověděl na otázky komise: Je špičkový proud 1,5 A pro napájení displeje? Není, napájí jen LED zdroj světla. Jaké nastavení zesilovač umožňuje? Volbu vstupního kanálu a hlasitost. Mé zařízení toto neřeší. Jaké elektronky jsou využity v samotném zesilovači? Nevím, není to součástí práce, kterou jsem řešil.

Language of thesis

Slovak

Faculty

Department

Study programme

Microelectronics (MPC-MEL)

Composition of Committee

prof. Ing. Radimír Vrba, CSc. (předseda)
doc. Ing. František Urban, CSc. (místopředseda)
prof. Ing. Vladislav Musil, CSc. (člen)
RNDr. Ladislav Mareček, CSc. (člen)
doc. Ing. et Ing. Pavel Šteffan, Ph.D. (člen)
Ing. Josef Skácel, Ph.D. (člen)

Předložená diplomová práce Bc. Ladislava Krivého s názvem „Projekce systémových informací pro HiFi zesilovač“ se zabývá návrhem a realizací kompaktního vestavného projektoru, který je určen pro integraci do prémiového HiFi elektronkového zesilovače. Hlavním cílem a principem řešení je zprostředkovat uživateli stavové informace, aniž by klasický čelní displej narušoval čistý vizuální design a estetiku přístroje. Projektor je umístěn ve spodní části zesilovače a z krátké výšky promítá obraz přímo na podložku pod zařízením.
Práce je psána ve slovenském jazyce. Text je stylisticky odborný, terminologicky přesný. V některých částech je však hůře logicky strukturovaný. V textu se nevyskytují závažné gramatické chyby ani výrazné typografické prohřešky. Autor velmi dobře zvládl realizovat klíčový požadavek na zamezení šumu v audio cestě a namísto původně zvažovaného řešení použil aktivní zapojení s lineárními optočleny.
Ověření prototypu je zpracováno systematicky. Zahrnuje měření napěťových domén, analýzu příkonu, tepelné testy (ustálené teploty LED nosiče) a subjektivní i objektivní testy čitelnosti i geometrického zkreslení optických předsádek. Z důvodu zpoždění dodávky finálního předprodukčního šasi ze strany zákazníka bylo ověření provedeno pouze na laboratorním stole a 3D tištěné maketě. Definitivní chlazení výkonové LED (tepelná vazba na kovové tělo zesilovače) tak zůstalo v rovině výpočtů a nebylo fyzicky otestováno v reálném provozu.
Student pracoval po celou dobu řešení diplomové práce samostatně. Z dosažených výsledků jasně vyplývá, že zadání splnil v plném rozsahu. S přihlédnutím ke všem těmto skutečnostem hodnotím předloženou práci stupněm B (velmi dobře / 85 bodů). Points proposed by supervisor: 85

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Vladimír Levek, Ph.D.

Diplomová práce má za úkol popsat návrh a realizaci vizualizace audio systému. Jedná se o poměrně složité téma, které bezezbytku splňuje požadavky kladené na tento typ vysokoškolské práce.
Obsah práce je srozumitelný, nicméně způsob prezentace návrhu působí místy nepřehledně. Autor často kombinuje obecný popis technologií s popisem konkrétního řešení, což ztěžuje orientaci v tom, zda je daná část textu zamýšlena jako teoretický úvod, návrhová úvaha, nebo již popis finální implementace. V důsledku toho je čtenář nucen se k některým částem vracet a dohledávat kontext, přestože jednotlivé kapitoly jsou tematicky členěny správně. Textu přitom není nedostatek, problém spočívá spíše v jeho členění a uspořádání.
Jeden z mnoha příkladů ne zcela ideálního způsobu prezentace je kapitola 5 (Hardvérový návrh prototypu). Autor uvádí, že zařízení tvoří dvě DPS, jejich návrh však není popsán uceleně ani systematicky. Kapitoly 5.2–5.4 kombinují obecný popis technologií s dílčími aspekty realizace, aniž by jasně oddělovaly návrhové úvahy a finální řešení. Chybí tak přehledný postup od požadavků přes návrh až k výslednému zapojení.
Současně dochází k nekoherentní prezentaci obou DPS – první je popisována bez odpovídající vizualizace, druhá není systematicky představena, ale objevuje se pouze v rámci jiné části – ovšem prostřednictvím obrázku. V rámci kapitoly jsou navíc jednotlivé prvky návrhu prezentovány v nevyhovujícím sledu (např. nejprve oscilogramy, následně schéma bez doprovodných vztahů a teprve dále v textu uváděné výpočty), což dále ztěžuje pochopení návrhového postupu.
Text sice obsahuje řadu konkrétních hodnot, ty však nejsou dostatečně odvozeny – chybí explicitní výpočty, vztahy a systematické schématické znázornění v odpovídajícím místě. Celkově tak kapitola nepůsobí jako souvislý návrhový proces, ale spíše jako soubor částečných popisů bez jasné hierarchie.
Student předkládá kvalitní a technicky velmi dobře zpracovanou práci, která prokazuje schopnost samostatného návrhu i realizace funkčního zařízení. Výsledné řešení je promyšlené a prakticky použitelné. Slabší stránkou práce je však její struktura a způsob prezentace, který působí místy nepřehledně, a ne zcela proporcionálně, což čtenáři ztěžuje orientaci. Topics for thesis defence:
  1. Ve schématu v příloze v listu ID1/5 ukazujete schéma, kde jsou přívodní signály RGB zkratovány do sebe a jsou vyvedeny na source Q4. Vysvětlete toto zapojení a diskutujte proudovou zatížitelnost konektoru J7.
Points proposed by reviewer: 82

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová