便携式声学分析仪在工业实践中有广泛应用。随着工业化程度越来越高，工业设备朝大型化、复杂程度高的方向发展，对故障监测设备的需求越来越大。针对工业现场对便携式故障监测仪器的实际需要，利用嵌入式技术，研究和开发了一套通用性较高的便携式声学分析仪，对设备运行发出的声音信号进行分析和处理，以便检测各种不易直接接触测量振动信号的设备。便携式声学分析仪作为现场故障监测的一部分，可以与大型故障诊断系统配合使用。论文以快速傅里叶变换算法（FFT）为理论基础对声音信号进行处理，利用嵌入式FPGA与ARM双核技术的运行速度快、体积和功耗小的特点，结合EDA工具硬件设计和仿真的优势，设计具有声级计和频谱分析功能的便携式声学分析仪。论文在分析系统的设计原则和功能需求的基础上，设计系统的硬件架构。传感器选择性能优良，无需为电容极板额外供电的驻极体电容传声器。放大电路设计为两种增益，既适用于声压级计算，也适用于频谱分析。选择带有抗混叠滤波功能的A/D芯片设计16位精度的A/D转换电路，以避免信号采样过程中高频信号引起的混叠现象。设计多种电压供电电源，使系统中每个芯片处在稳定的额定电压工作状态。预设5种外围接口电路，包括JTAG下载接口电路、AS下载接口电路、USB接口电路、SD卡插槽和RS232接口电路，为系统调试、升级、维护、数据存储以及功能扩展等提供多种接口。论文基于EDA技术和频谱分析理论方法的基础上，对硬件进行选型，用硬件描述语言设计电路。在FPGA中实现对A/D转换频率的控制，由于A/D转换频率较低而其它运算模块需要较高的频率对数据进行处理，针对所使用的时钟频率不同，用PLL为系统提供丰富的时钟频率信号，针对A/D转换与其它运算模块处理数据速度不一致，用FIFO实现输入输出数据的缓存。论文利用FPGA提供的丰富的IP核资源，设计并实现声级计功能，用DSP Builder辅助设计查找表，对FFT进行加窗处理。调用FFT兆核函数，编写代码实现快速傅里叶变换的功能，结合Modelsim和Matlab软件进行仿真和验证。实现FPGA与ARM的数据通讯，用ARM控制显示部分，将输出的频谱图在LCD上显示。在设计每个模块时使用仿真软件和逻辑分析仪进行模拟，辅助功能的实现和调试，通过板级调试验证结果的正确性，最后完成整个系统的设计。通过试验证明便携式声学分析仪具有声压级计算、对声信号进行频谱分析并实时显示的功能，符合设计要求，并具有可扩展性。