基于SOPC的频谱分析仪的设计

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本文设计了一种新的基于NiosⅡ的嵌入式频谱分析仪。NiosⅡ是Altera公司研发的基于FPGA的可配置32位软核处理器,其可配置特性给嵌入式系统设计带来了更大的灵活性,为嵌入式系统的设计提供了一种全新的思路。本文以NiosⅡ平台为核心设计嵌入式频谱分析仪,给出了基于CycloneⅡ芯片的NiosⅡ的实现框图。 本文首先介绍了频谱分析仪的基本设计原理和功能,并说明了基于NiosⅡ的嵌入式频谱分析仪的优点和研制技术指标,对NiosⅡ的体系结构进行了深入的分析,并对NiosⅡ独有的Avalon总线接口进行了剖析。然后充分利用FPGA和NiosⅡ的特点,采用周期图法进行功率谱密度分析、FFT实现采用全硬件级联结构、功率谱的模值计算,通过近似分析用硬件实现,在系统结构设计中尽量采用低耗时的数据传输方式和充分利用FPGA中的资源。由于时间关系和硬件资源限制,在本次设计中系统仅完成了在48Khz采样频率下的低频信号的频谱分析和信号的时域、功率谱密度液晶显示。仿真和理论分析表明,实验结果正确。最后论文对主要工作进行了总结,并指出了系统需要进一步完善和发展的方向。
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