2007国赛一等奖：基于FPGA的200MHz数字示波器设计

"07年国赛数字示波器是一篇关于全国大学生电子设计竞赛一等奖作品的报告，该作品是一款基于FPGA的数字示波器。该示波器设计独特，能够实现1MHz实时采样率下的200MHz等效采样，具备测量小信号（2mV）、波形存储回放、频率测量、触发沿选择和校准信号输出等功能。设计中特别关注了采样方式的选择和等效采样技术的实现，以及信号调理电路的优化。" 这篇报告详细介绍了2007年全国大学生电子设计竞赛中的一等奖项目——数字示波器的设计与实现。这款示波器的核心是单片机和FPGA的结合，它克服了使用1MHz实时采样率ADC实现最高200MHz等效采样的技术难题。通过采用随机等效采样技术，设计者成功地扩展了采样能力，使得低速率的ADC能捕获高速率的信号。此外，该系统还能处理非常小的信号（2mV），并且拥有存储和回放波形的功能，这对于分析复杂的电信号尤其有用。 在方案设计阶段，团队对比了不同的处理方法。他们考虑了两种主要方案：一是仅使用单片机来完成所有功能，包括信号调理、采样控制、数据处理、存储和显示；二是结合单片机与FPGA，利用各自的优点，如单片机的控制能力和FPGA的并行处理能力。最终，他们选择了后者，因为这种方式可以更高效地处理大量数据并实现复杂逻辑。 除了等效采样技术，设计团队还注意到了信号带宽（10Hz到10MHz）和幅度动态范围（1mV到8V）的需求。这要求他们在前端设计出能处理各种信号特性的调理电路，确保信号的准确捕捉和转换。报告中并未详细描述这些电路的具体实现，但可以推测，它们可能包含了放大器、滤波器等组件，以适应宽范围的输入信号。 触发沿选择功能允许用户根据信号的不同特性选择最佳的触发点，这在观察周期性或非周期性信号时特别有用。校准信号输出则是为了确保示波器本身的精度，可以通过这个输出进行系统校准。 07年国赛数字示波器是一个集成了先进采样技术、高效处理器和多种功能的创新设计，展示了当时大学生在电子设计领域的高水平和创新能力。这样的设计对于理解和开发现代示波器技术有着重要的参考价值。