2019年全国大学生电子设计大赛G题双路语音调频接收机的FPGA全实现.zip

全国大学生电子设计大赛是一项旨在推动大学生科技创新、提升实践能力的重要赛事。在2019年的比赛中，G题为“双路语音调频接收机”的设计与实现，这是一道涉及电子工程、通信技术和数字信号处理的综合性题目。FPGA（Field-Programmable Gate Array）全称为现场可编程门阵列，是实现该调频接收机核心部分的关键器件。通过FPGA，参赛者可以设计出高效、灵活的硬件电路，以满足调频接收的需求。 调频接收机的基本工作原理是接收到广播电台发射的调频信号后，将其解调为音频信号，进而播放出语音内容。双路语音调频接收机意味着它可以同时接收两个不同的调频频道，这对于提升用户体验和研究复杂信号处理技术具有重要意义。 在“Two-way-voice-receiver-master”这个项目中，我们可以期待以下关键知识点： 1. **调频信号解调**：调频（FM）信号的解调通常采用鉴频器，如锁相环（PLL）或鉴频器（FM demodulator）。PLL可以提供稳定的本地振荡频率，与接收到的调频信号进行混频，然后通过低通滤波器提取音频信号。鉴频器则直接检测输入信号的频率变化，转换为对应的电压变化，即音频信号。 2. **FPGA设计**：使用FPGA进行硬件描述语言（如VHDL或Verilog）编程，构建数字逻辑电路来实现鉴频器和其他功能模块。FPGA的优势在于可以快速原型验证，易于修改，并能实现高性能和低功耗。 3. **数字信号处理**：在FPGA上，可能需要实现数字滤波器、采样率转换等算法，以优化音频质量。这些算法通常包括IIR滤波器（无限 impulse response）和FIR滤波器（finite impulse response），以及窗口函数、DFT（离散傅立叶变换）和FFT（快速傅立叶变换）等。 4. **双路接收**：双路接收意味着需要并行处理两个独立的调频信号，这涉及到同步机制和资源分配。FPGA的并行处理能力非常适合此类应用，每个通道可以分配独立的处理单元，确保两路信号不会相互干扰。 5. **接口设计**：系统还需要与外部设备如ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）进行通信，以实现模拟信号与数字信号之间的转换。此外，可能还需要控制接口，如按键输入选择频道，LCD显示当前频道等。 6. **电源管理与稳定性**：考虑到便携性和电池寿命，系统需有良好的电源管理设计，以降低功耗。同时，系统的稳定性也非常重要，需要考虑温度、噪声等因素对性能的影响。 7. **软件开发与调试**：除了硬件设计，项目还涉及到软件开发，例如上位机程序用于配置FPGA、监控系统状态或进行参数调整。调试工具如JTAG或UART接口用于下载代码和进行故障排查。 这个项目涵盖了调频接收技术、FPGA硬件设计、数字信号处理、多通道处理、接口设计等多个方面的知识，对于学习和理解现代电子设计有极大的价值。