FPGA在全国大学生电子设计大赛相关类别中的应用参考

参考百度百科内容：全国大学生电子设计大赛，电赛题目主要分为七大类型，此外，我们也为您准备了已经整理好了过去20多年全国大学生电子设计大赛题目，并将其与FPGA相关的部分加以备注，供您查阅。下面为电赛七大题型简要介绍：

  1. 电源类：简易数控直流电源、直流稳压电源；
  2. 信号源类：实用信号源的设计和制作、波形发生器、电压控制LC振荡器等；
  3. 高频无线电类：简易无线电遥控系统、调幅广播收音机、短波调频接收机、调频收音机等；
  4. 放大器类：实用低频功率放大器、高效率音频功率放大器、宽带放大器等；
  5. 仪器仪表类：简易电阻、电容和电感测试仪、简易数字频率计、频率特性测试仪、数字式工频有效值多用表、简易数字存储示波器、低频数字式相位测量仪、简易逻辑分析仪；
  6. 数据采集与处理类：多路数据采集系统、数字化语音存储与回放系统、数据采集与传输系统；
  7. 控制类：水温控制系统、自动往返电动小汽车、简易智能电动车、液体点滴速度监控装置。

我们对过去20多年全国大学生电子设计大赛题目进行综合分析，将历年赛题中，尤其是信号源类、仪器仪表类和数据采集处理类等赛题中所涉及到FPGA的知识点进行了整理，并对相关参考设计进行了收集，希望您能够快速找到所需要的资源并加以应用。


仪器仪表/测试测量题目

信号源：
  • 系统构成：FPGA + DAC + 模拟滤波器 + 放大器

    用FPGA通过DDS的方式产生任意信号，包括调制信号

  • 应用，生成如下波形：
    • PWM: 通过GPIO生成不同占空比的数字脉冲波形，用于产生直流（DAC的功能）、控制LED等的亮度、驱动马达
    • 正弦波生成 - 可以调节频率、幅度
    • 任意波形 - 正弦波、三角波、锯齿波、方波
    • 调幅/调频/调相波形：使用数字调制方式生成调制波形
    • 时变波形：随时间改变相位 )、频率
数据采集与分析

用FPGA进行数据采集、分析

器件参数测量：
  • 系统构成：电信号放大器/比较器 + ADC + FPGA + 按键 + 显示（参数）
  • 应用，可以测量以下参数：
    • 元器件参数 - 电阻、电容、运放
    • 电气参数 - 工频、电压、电流、Q、功率因子
信号特征测量
  • 系统构成：电信号放大器/滤波器/比较器 + ADC + FPGA + 按键 + 显示（参数或波形），如配上DAC可以发送信号，且收、发可以进行相关处理
  • 应用：
    • 时域 - 频率、相位，用闸门计数器
    • 时域波形 - 示波器，用触发
    • 频域波形 - 频谱仪、音频信号分析、频率特性、幅频特性，FFT
    • 数据域 - 传输时间、传输特性、逻辑分析仪、相关分析


数字系统处理（信号处理）类题目

系统构成
应用

用FPGA进行数字信号处理实现自适应数字滤波


控制系统类题目

系统构成：
应用场景，通过选用相应的传感器采集数据，通过算法对数据处理以后在通过执行机构控制外部设备

控制类题目比较大的挑战就是选择合适的传感器，传感器有很多中，如何快速、正确地选择，可以参照常用传感器分类


通信类 - 走向数字化、软件化（SDR）

无线电发射机
无线电接收机

模拟检波 到 数字检波

无线电收发系统
  • 系统构成：ADC + DAC + FPGA + 运放 + 模拟滤波器
  • 应用领域：见上发射机+接收机部分，更多的是系统应用

软件定义无线电SDR的构成框图

ADI公司的SDR模拟收发器件AD9361

Nuand公司的软件无线电模块BladeRF覆盖47MHz到6GHz的范围

关于软件定义无线电（SDR）的一些文章


来自其它网站的参考资源

1.信号源类
2.仪器仪表类
3.数据采集类
4.滤波器
5.调制解调器