dizertační práce

Vybrané praktické aplikace fraktálních dvojpólů v imitančních a přenosových funkcích

Text práce 29.43 MB Teze 29.43 MB

Autor práce: Ing. Ondřej Domanský

Ak. rok: 2025/2026

Vedoucí: prof. Ing. Roman Šotner, Ph.D.

Oponenti: doc. Ing. Jiří Vávra, Ph.D., Assoc. Prof. Umut Engin AYTEN

Abstrakt:

Tato práce je rozdělena do pěti po sobě následujících částí (nepočítaje bibliografií). První část se zabývá představením implementace v navržené struktuře prvku s konstantní fázovou odezvou (constant phase element, dále jen CPE) založeného na sério-paralelním zapojení rezistorů a kondenzátorů. Následují rozbory vybraných zapojení pro implementaci takto navrženého CPE prvku a jejich možné srovnání s jinými zapojeními podobného typu v kapitole State of the Art. Cíle disertační práce, které byly stanoveny, jsou ve čtyřech bodech popsány v kapitole Objectives of Work. Úspěšnost plnění těchto bodů je pak probrána v závěrečné kapitole Concluding Discussion, společně s možností dalšího postupu implementací CPE prvků a jejich aplikace v obvodech. Hlavním bodem práce je druhá část Publications and Research sestávající se s publikovaných konferenčních článků a impaktovaných časopiseckých článků. Za zmínku stojí dva impaktované časopisy, pro publikaci v CSSP (Circuits, Systems, and Signal Processing), o tématu praktického návrhu RC aproximantů a jejich aplikace v CMOS konvejorech. Druhý článek, který měl nejsignifikantnější dopad na disertační práci byl publikován v impaktovaném časopise IEEE Access sestávající z problematiky elektronicky řiditelných a nastavitelných fraktálních filtrů. Obě navrhované aplikace v těchto impaktovaných časopisech nabízejí elektronickou ovladatelnost časové konstanty, hodnoty magnitudy a rekonfigurace. Čtenář bude seznámen s novými možnostmi použití CPE prvků v lineárních obvodech. Za účelem ověření prezentovaných konceptů byly u vybraných článků provedeny simulace v programu PSpice, stejně jako experimentální testy s vyrobenými čipy na pracovišti a s komerčně dostupnými prvky.

Klíčová slova:

Konstantní fázový prvek (CPE), struktury neceločíselného řádu, proporční integrační a diferenční regulátor (PID, stejně tak PID), napěťový diferenční proudový konvejor, frekvenčně závislé prvky, celočíselné a neceločíselné integrace a derivace

Termín obhajoby

17.09.2025

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaPznamka

Průběh obhajoby

Doktorand předatavil hlavní výsledky své prtáce podle vytyčených cílů. Zmínil především nové přístupy návrhu obvodů frakčního řádu a přístupy navržené pro návrh CPE a aplikaci korekčních prvků přidaných k návrhu, stejně jako obvod PID navržený s aktivní složkou VDCC jako aplikací. Po zodpovězení otázek i některých připomínek oponentů se komise jednomyslně usnesla na závěru, že Ing. Ondřej Domanský splnil cíle dizertační práce a dosaženými výsledky a publikační činností splnil podmínky k udělení akademického titulu doktor.

Jazyk práce

angličtina

Fakulta

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Ústav

Ústav radioelektroniky

Studijní program

Elektronika a komunikační technologie (DKC-EKT)

Složení komise

prof. Ing. Aleš Prokeš, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Lubomír Brančík, CSc. (člen)
doc. Ing. Ladislav Polák, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Milan Štork, CSc. (člen)
doc. Dr. Ing. Pavel Horský (člen)
Assoc. Prof. Umut E. Ayten (člen)
doc. Ing. Jiří Vávra, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
prof. Ing. Roman Šotner, Ph.D.

Ing. Ondřej Domanský se ve svém studiu zabýval problematikou návrhu obvodů neceločíselného charakteru, které nabízí výhody v jistých situacích a aplikacích. V těchto řešeních se zaměřil na elektronické řízení parametrů obvodů a využití moderních aktivních součástek pro jejich konstrukční účely. To vedlo k získání zajímavých a unikátních obvodových topologií. Samotná disertační práce je sepsána formou předmluvy, stručné analýzy současného stavu a rozsáhlé přílohy ve formě komentovaných článků, kde je autorem a spoluautorem. Středobodem práce je využití pasivního prvku konstantního fázového posuvu v regulační aplikaci, vytvoření imitační struktury vysokého řádu s přeladitelnými vlastnostmi, studium odezev celočíselných a neceločíselných dvojbranů (integrátorů/derivátorů), návrh a aplikace rekonfigurovatelného rezonančního dvojbranu s neceločíselným charakterem. Ve všech těchto situacích bylo využito komerčně dostupných i integrovaných (v procesech návrhu integrovaných obvodů dostupných na pracovišti) součástek. Z mého pohledu byly výsledky doktorandovy práce prezentovány na adekvátní a kvalitní úrovni. Práce, kde je hlavním autorem, zahrnují dva konferenční články na mezinárodních konferencích a dva články v impaktovaných časopisech úrovně (WoS AIS Q2, Q3: IEEE Access a Springer/Nature Circuits Systems and Signal Processing). Dohromady je autorem a spoluautorem více než 20 publikací za roky 2017-2021 a to včetně tří dalších článků v časopisech (Q3, Q4). K březnu 2025 získal na tyto práce 137 citací bez autocitací (h-index = 7) dle WoS. To dokládá zájem odborné veřejnosti o získané výsledky a podporuje aktuálnost a disertabilnost oblasti výzkumu. Během studia se podílel (jako člen širšího kolektivu) na řešení projektů souvisejících s disertací diskutovanou problematikou. Zejména se jedná o projekt GAČR s názvem Deterministické, chaotické a stochastické jevy v sub-mikronových integrovaných strukturách (2019-2021). V rámci pedagogické praxe doktorand vyučoval v letech 2016-2019 praktickou laboratorní výuku v předmětech oblasti analogových obvodů (teorie obvodů, elektronické obvody) a oblasti elektromagnetické kompatibility. Během studia vedl dvě úspěšně obhájené bakalářské závěrečné práce. Doktorand zahájil studia v akademickém roce 2016/17 a disertační práci odevzdal po 8 letech. Mrzí mne, že došlo k finalizaci a odevzdání disertační práce až po 4 letech od přechodu na kombinované studium (což je dost nezvyklé, přispěl k tomu covid a řada osobních důvodů), i přes praktické splnění podmínek k řádnému dokončení studia (a odevzdání práce) již v roce 2021, ale neměl jsem žádné možnosti doktorandův přístup ke studiu nějak ovlivnit. Dle mého názoru doktorand po vědecké stránce splňuje podmínky pro získání titulu Ph.D.

Posudek oponenta
doc. Ing. Jiří Vávra, Ph.D.

viz pdf
Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 1,90 MB

Posudek oponenta
Assoc. Prof. Umut Engin AYTEN

viz pdf
Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 260,19 kB

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová