2011电子国赛E题：基于FPGA的眼图分析器——评估数字信号传输性能

2011年全国大学生电子设计竞赛E题，主要针对的是简易数字信号传输性能分析仪的设计与实现。该题目关注的核心内容是基于FPGA的数字信号处理技术，旨在评估基带通信系统的性能。参赛者需要设计一个能生成数字信号和伪随机信号的数字信号发生器，通过使用可编程器件如FPGA，结合线性移位寄存器来实现这一功能。设计的关键环节包括： 1. 信号生成：使用数字信号发生器生成精确的数字信号，以及具有随机性的伪随机信号，这些信号是模拟实际通信系统中的信息源。 2. 传输通道模拟：通过低通滤波器模拟实际的传输信道，这有助于研究码间串扰（ISI，Inter-Symbol Interference）的影响，即不同码元之间的相互干扰。此外，伪随机信号还被用作信道噪声源，测试系统的抗干扰能力。 3. 位同步信号提取：FPGA在此过程中扮演了关键角色，通过数字信号处理系统实时提取位同步信号，确保接收端能够准确地捕获和同步发送的数据。 4. 眼图分析：眼图是衡量信号质量的重要工具，它反映了码元在传输过程中的形状，尤其是码间串扰和噪声的影响程度。通过观察眼图，设计者可以直观地评估基带系统的性能，例如误码率、信噪比等参数。 5. 示波器应用：设计的最终输出是通过示波器观察经过模拟信道后数字信号的眼图，比赛者可以根据眼图调整信号处理算法，优化系统性能。 关键词：这个项目涵盖了数字信号处理技术、伪随机信号生成、低通滤波器的应用、眼图分析方法，以及FPGA在硬件设计中的实际操作。参赛者不仅需要深入理解这些理论知识，还需要具备实际动手能力和问题解决能力，以便在竞赛中展现出色的工程实践能力。