近年来随着科学技术的发展,频谱分析作为一种近代的信号分析方法,成为从事各种电子产品研发、生产、检验的重要依据,在各个学科研究中已经得到了广泛应用。高分辨率、宽频带实时的数字频谱分析的方法和实现技术一直在不断发展,是电路和系统设计领域的研究热点。随着微电子技术和信号处理技术的高速发展,电子系统的设计已不再是利用各种通用IC进行PCB板级的设计而是转向以大规模FPGA(Field Programmable Gate Array)或ASIC(Application Specific Integrated Circuits)为物理载体的系统芯片SOPC(System On Programmable Chip)或SOC(System On a Chip)的设计。同时,伴随着EDA工具的迅速发展,使得整个系统从行为算法级(系统级)到物理结构级的全部设计易于在FPGA上实现。特别是Altera公司推出的Quartus II和Nios II IDE等软件为实现基于FPGA嵌入IP(Intellectual Property)核的SOPC系统提供了极大的方便。因此,采用数字信号处理的方法来实现信号的频率分析具有多方面的优势。首先,一个数字编程系统通过更改程序就可以灵活地重新配置信号处理的操作,而模拟系统的重新配置就需要对电路进行重新制作。其次,数字系统可以通过指定系统的字长、采用浮点运算等方法对信号处理精度进行很好的控制,而模拟电路中器件的容错性则使设计者很难控制处理精度。最后,数字信号容易存储,也容易实现复杂的信号处理算法。鉴于上述理由,本文提出了一种基于FPGA中的嵌入式软核Nios II的数字频谱分析仪的实现方案。设计中充分利用了Nios II较强的运算能力和FPGA易于系统集成的特点,实现了硬件开销小、实时性较强和分辨率高的频谱分析仪。采用数字方法直接由模拟/数字转换器(ADC)对输入信号取样,通过快速傅里叶变换FFT(Fast Fourier Transform)将被测信号分解成分立的频率分量,进而得到频谱分布图。本系统实现了将频谱图经LCD12864液晶模块和VGA接口双路显示的功能。在LCD12864液晶模块上实现了8点FFT后的频谱图,借助VGA接口在电脑显示器上实现了256点FFT后的频谱图。并将最终实现的频谱图与Matlab对同一组数据分析后的结果进行比较分析,结果表明：获得的分析结果具有满意的精度。在FPGA芯片中,利用Nios II软核处理器实现快速傅里叶变换FFT,这也显示了Altera公司提出的片上系统SOPC解决方案的优越性。