频谱分析在生产实践和科学研究中有着广泛的应用。快速傅立叶变换(FFT)算法的出现为频谱分析的数字化处理提供了理论基础。而随着技术的不断发展,目前FPGA芯片的性能和规模已经达到很高的程度,用它来实现快速傅立叶变换(FFT)和大规模数字系统不仅成为可能,而且性能也有保障。对于大规模数字系统来说,只需一片FPGA芯片即可实现其功能,从而缩小产品体积,提高可靠性,加强便携性。因此,论文基于FPGA技术,设计一种便携式频谱分析仪,功能上具备对信号做频谱分析,同时也能将信号的波形显示出来,特点是除模数转换以外,其它数字电路部分全部集成在一片FPGA芯片上,即将ADC的控制,数据缓冲,FFT帧加窗处理,快速傅立叶变换(FFT)的实现,LCD的显示控制等集成在一片FPGA芯片上。经过FFT变换得到的频谱信息最后用LCD显示出来,以实现频谱分析仪的便携性。本论文首先研究傅立叶变换和频谱分析的关系,特别是快速傅立叶变换(FFT)的特点,然后研究FPGA芯片,了解清楚FPGA芯片可供利用的资源,再根据快速傅立叶变换(FFT)和FPGA的特点,提出适合于FPGA实现的频谱分析仪的系统方案,然后设计各个组成部分,最后实现整个系统。由实测结果可以看到,本设计实现了对信号的频谱分析和波形显示的功能,并且在LCD上显示出来的频谱接近正弦序列的理想频谱。