基于FPGA的瞬态响应测试仪设计——电子设计竞赛作品解析

"本设计主要涉及的是在2010年山东省电子设计竞赛中，参赛作品——瞬态响应测试仪的设计。该作品由编号A甲2411的团队完成，团队成员包括韩警、李加鑫和肖凤玉，他们来自山东科技大学电子信息科学与技术专业，指导教师为王立华。此测试仪是基于FPGA实验平台，采用SOPC（System on a Programmable Chip）技术，利用MicroBlaze处理器进行硬件和软件的协同设计。" 在电子设计大赛中，瞬态响应测试仪是一个重要的课题，因为它能够帮助参赛者评估和分析电子系统的动态性能。瞬态响应是指当系统受到外部激励时，其输出从一个稳态值变化到另一个稳态值的过程。在二阶系统中，瞬态响应通常包括上升时间、超调、振荡次数等关键参数。 该测试仪的核心是EXCD-1可编程开发板，它作为主控部分，通过数字模拟转换器（DA）模块生成被测系统的输入信号，并通过模拟数字转换器（AD）模块采集输出信号。这样，可以实时测量和记录动态响应数据，从而计算出瞬态参数。外围设备包括电源模块、显示模块以及用于测试的二阶电路系统。 在设计过程中，团队充分利用了EDA（电子设计自动化）工具，特别是Xilinx的Spartan3E FPGA芯片，这种芯片具有丰富的内部资源，能有效处理大量的数据和控制逻辑。SOPC技术使得在单一芯片上集成微处理器、数字信号处理单元和其他功能模块成为可能，降低了系统复杂性并提高了设计效率。 关键词：瞬态响应测试、EXCD-1、FPGA、MicroBlaze、EDA、动态响应数据 这个项目不仅展示了参赛者对电子系统设计的理解，还体现了他们在嵌入式系统、数字信号处理和硬件描述语言等方面的综合能力。通过这样的比赛，学生们可以提升自己的实践技能，增强问题解决能力和团队协作经验。同时，这也是对现代电子设计技术，尤其是FPGA和SOPC技术应用的一次生动实践。