现代通信系统越来越庞大和复杂,在一种专用通信系统中,设备种类包括控制子系统、通信计算机、信号转换设备、终端设备等。繁多的设备种类,使得通信设备的故障检测与定位显得越发困难。然而,通信设备检修往往需要进行现场测试,故障检测设备不宜过多,众多的设备容易使检修人员出错的概率增加,而且测试效率低、硬件成本高。便携式通信接口测试仪设计了接口报文检测、频谱分析等功能,以满足某专用系统中多数通信设备的有线接口与内部板卡的故障诊断与定位需求。本文研究了频谱分析的基本原理和技术,重点设计和验证了一种结合抽取滤波器组、离散频谱分析与校正等技术的频谱分析方法,实现了接口测试仪的接口报文检测和频谱分析功能。第一、设计了频谱分析方案。在分析频谱分析关键技术的基础之上,结合测试需求,设计了一种包含数字正交下变频、抽取滤波器组、离散频谱分析与校正等技术的算法方案,并用Matlab对算法进行了仿真。第二、实现了软件设计方案。根据频谱分析算法方案和硬件平台特点,给出了接口检测和频谱分析的实现方案。在FPGA上实现了通信接口检测和频谱分析各个功能模块,并用ModelSim对模块进行了行为仿真,在Linux下实现了频谱显示与设置界面。第三、验证了系统实现结果。在接口测试仪上,对FPGA各实现模块进行调试和验证,在Linux下调试频谱显示与设置界面,并从整体上对频率精度、幅值谱精度和功率谱精度做了性能测试和分析。测试表明,可以实现1～30MHz信号最小分辨率带宽50Hz的频谱分析能力,频率误差1.0%以内,幅值误差5.0%以内。本文设计开发的接口检测与频谱分析功能提高了通信设备接口及其内部板卡的故障诊断效率,降低了设备检修复杂度,具有良好的实用价值。