Bakalářská práce se věnuje návrhu digitálního měřiče impedance v rozsahu 100 Hz až 100 kHz. Zadání bylo splněno ve všech hlavních bodech: student nastudoval principy měření impedance, zpracoval rešerši dostupných metod a komerčních přístrojů, navrhl vlastní měřicí koncepci založenou na samovyvažovacím můstku, realizoval prototyp zařízení a provedl experimentální ověření porovnáním s referenčním LCR metrem BK Precision 880. Práce má logickou strukturu, obsahuje teoretickou, návrhovou, realizační i experimentální část a vhodně dokumentuje vývoj od prvního prototypu k finálnímu řešení.


Za silnou stránku práce považuji praktickou realizaci zařízení včetně analogové části, firmwaru, PC aplikace a ověřovacích měření. Student prokázal schopnost samostatně řešit komplexní úlohu zahrnující analogovou elektroniku, digitální zpracování signálů, návrh DPS i softwarové zpracování dat. Výsledky ukazují, že u většiny měření kapacit a indukčností bylo dosaženo relativní odchylky pod 5 %, tedy cílové přesnosti. Slabší stránkou práce je omezená přesnost při měření sériového odporu ESR a fázově velmi citlivých parametrů, což student správně diskutuje a spojuje zejména s volbou proudových rozsahů, absencí kalibrace a limity zpracování fázového posuvu.


Celkově práci hodnotím jako výbornou bakalářskou práci s výrazným praktickým přínosem. Přestože výsledný přístroj ještě není plně optimalizovaným laboratorním měřidlem, práce jasně ukazuje funkční princip, realizovaný hardware i software a zároveň kriticky pojmenovává další nutné kroky, zejména kalibraci, automatické přepínání rozsahů a doplnění ochranných obvodů. Doporučuji práci k obhajobě a hodnotím 90 body. Points proposed by supervisor: 90

Předložená bakalářská práce se zabývá návrhem a realizací digitálního měřiče impedance určeného pro charakterizaci pasivních elektronických součástek v pásmu do 100 kHz. Zadání vyžadovalo nastudování principů měření impedance, návrh vhodné koncepce měřicího přístroje, jeho realizaci a experimentální ověření funkčnosti. Práce je logicky členěna a pokrývá všechny části vývojového procesu od teoretické rešerše přes návrh hardwaru a softwaru až po experimentální ověření výsledného zařízení. Autor prokázal schopnost samostatně řešit komplexní technický problém zasahující do několika oblastí elektrotechniky, zejména analogové techniky, číslicového zpracování signálů, návrhu DPS, programování mikrokontrolérů i vývoje PC aplikací.

Velmi pozitivně hodnotím skutečnost, že autor během řešení práce nepopsal pouze finální úspěšné řešení, ale také vývojové slepé cesty a problémy prvního prototypu založeného na analogovém vyhodnocování amplitudy a fáze. Následný přechod k metodě přímého vzorkování a digitálního zpracování pomocí DFT považuji za správné technické rozhodnutí. Přínosem práce je rovněž realizace funkčního prototypu měřicího zařízení včetně vlastního firmwaru a doprovodné aplikace pro PC.

Po odborné stránce však práce vykazuje několik dílčích nedostatků. Teoretická část je zpracována přehledně, avšak místy poměrně stručně. U některých témat by bylo vhodné hlubší rozpracování, zejména v oblasti analýzy přesnosti měření, zdrojů chyb a nejistot měřicího procesu. Chybí podrobnější rozbor vlivu použitých převodníků, synchronizace vzorkování a numerického zpracování signálu na výslednou přesnost přístroje. Za významnější výtku považuji absenci kalibračních procedur. Kalibrace představuje u měřičů impedance standardní součást měřicí metodiky a měla by být zohledněna již při návrhu systému. Autor sice tuto problematiku správně identifikuje v kapitole budoucích vylepšení, nicméně její implementace by pravděpodobně vedla k dalšímu zvýšení přesnosti a důvěryhodnosti výsledků.

Určité výhrady lze mít také k metodice experimentálního ověření. Přesnost přístroje je posuzována porovnáním s jediným referenčním LCR metrem. Takový postup je pro bakalářskou práci akceptovatelný, nicméně neumožňuje jednoznačně určit skutečnou chybu měření vzhledem k reálné hodnotě součástky. Vhodné by bylo doplnění měření pomocí kalibrovaných referenčních prvků nebo přesnějšího laboratorního přístroje. Diskutabilní je rovněž interpretace některých relativních odchylek uvedených v tabulce 7.4. V několika případech dosahují vypočtené hodnoty stovek až tisíců procent, což je způsobeno vztažením výpočtu k velmi malým referenčním hodnotám sériového odporu. Takto prezentované výsledky mohou působit zavádějícím dojmem. Vhodné by proto bylo doplnit také absolutní odchylky, případně výsledky interpretovat s ohledem na absolutní velikost měřené veličiny. Dalším omezením je skutečnost, že experimentální ověření bylo provedeno pouze na omezeném souboru součástek a nepokrývá celé deklarované měřicí rozsahy. Nicméně předložené výsledky dostatečně potvrzují funkčnost navrženého řešení a správnost zvolené koncepce.

Uvedené připomínky však nesnižují skutečnost, že autor úspěšně realizoval funkční měřicí zařízení, splnil všechny body zadání a prokázal schopnost samostatné práce. Oceňuji zejména rozsah praktické realizace, kvalitu zpracování experimentální části a schopnost kriticky analyzovat zjištěné nedostatky vlastního návrhu. S ohledem na náročnost řešeného problému, rozsah odvedené práce a dosažené výsledky považuji práci za nadprůměrnou.

Práci doporučuji k obhajobě. Topics for thesis defence:

1. Který zdroj chyby považujete ve vašem řešení za dominantní v různých částech měřicího rozsahu (např. nízké vs. vysoké impedance) a jak by bylo možné jeho vliv minimalizovat?
2. Jakým způsobem byste implementoval kalibrační proceduru pro navržený měřič impedance (např. open/short/load)? Jaký dopad byste očekával na výslednou přesnost v celém měřicím pásmu?

Points proposed by reviewer: 91