1、 毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目： 基于 FPGA 的信号频谱分析仪设计与实现 系 别：_ 专 业：_ 姓 名：_ 指 导 教 师：_ 辅 导 教 师：_ 2 0 1 2 年0 3 月0 7 日 电气工程机器自动化 信息工程 题目类型（打选择） 设计（ ） 论文（ ） 一、文献综述 在现实生活中对于信号进行频谱分析具有重要的意义。通过对信号频谱的分析，可以得到信号的 频率结构，了解信号的频率成分或系统的特征。在此基础之上，可实现对信号的跟踪控制，从而实现 对系统状态的早期预测，发现潜在的危险并诊断可能发生故障的原因，对系统参数进行识别及校正。 因此，频谱分析
2、是揭示信号特征的重要方法，也是处理信号的重要手段。这些方法和手段己经广泛地 应用于通信、雷达、地震、声纳、生物医学、物理、化学、音乐、经济等领域。而进行频谱分析的仪 器就是频谱分析仪，它能自动分析电信号并在整个频谱上显示出全部频率分量情况，确定一个变化过 程(称为信号)的频率成分，以及各频率成分之间的相对强弱关系。 信号的频谱分析不仅在现实生活中具有重要的意义，同样在教学过程中也是不可或缺的，由于频 谱分析仪价格昂贵，高等院校只是少数实验室配有频谱仪。但电子信息类教学，如果没有频谱仪辅助 观察，学生只能从书本中抽象理解信号特征，严重影响教学实验效果。 目前看来信号频谱的分析与实现的方案主要有基
3、于 FPGA 同时结合 DSP 技术或者是单片机技术 等。其显示主要有通过示波器或者 LCD 或者 VGA 等。目前主要设计方案如下： 比如文献3采用了单片机 C8051和 FPGA，外加高速 A/D 转换器设计一种简易的频谱分析仪。该系 统主要包括信号采集、频谱搬移、数字滤波、数字 FF 和 LCD 显示。 文献6则采用基于 FFT 的方案，采用 NIOS 软件核作为 CPU，以 FPGA，LCD，DDS 芯片和 AD 芯片以及一些外围电路组成系统，完成信号采集，数据分析，FFT 变换,，对连续性周期和非周期信号 的频谱分析，然后直接在 LCD 上显示信号的频谱特性曲线。 文献7采用外差式原
4、理，以单片机为核心，辅助以 FPGA 等设计并实现频谱分析。扫频信号采用 DDS 信号合成技术和倍频来获得,通过 AD 转换器对取真有效值后的中频信号进行采样并存入 FPGA， 单片机对数据进行处理后再通过 FPGA 将频谱图显示在示波器上。 文献8介绍了一种基于 FPGA 信号的采集及其频谱的分析和显示方法。FPGA 集成了 A/DC 控制驱 动模块、FFT 运算模块和 VGA 控制驱动模块。 通过以上文献分析，主要采用3种方法实现信号的频谱分析: 采用通用数字信号处理芯片实现、采 用专用 FFT 芯片+ DSP 芯片实现和采用 FPGA 实现。 DSP 存在着精度与速度的矛盾,而 FPGA 除具有逻 辑时序控制的优势外,还因其可实现大量的乘法器和存储器而具有运算能力强的优势。 FPGA（Fi
