基于FPGA的频谱分析系统研究与实现

来源：电子测量技术杂志2016年第11期北京时间：

作者：陈旭东

单位：1. 上海大学微电子研究与开发中心上海200072; 2. 上海大学计算中心上海200444

摘要：针对音频信号分析，提出了一种基于FPGA的频谱分析系统，该设计基于FFT和CORDIC算法；讨论在FPGA上进行高达4 096点的定点FFT运算和基于CORDIC算法的复数求模运算的系统架构和实现过程。通过Modelsim仿真，同MATLAB运算结果比较，本频谱计算方案的相对误差均值为4.11%。利用MCU进行信号采样与AD转换，并通过SPI接口将数据发送给FPGA进行频谱分析。当采样频率为60 kHz时，本系统辨识的频率范围为14.65 Hz~30 kHz，频率分辨率为14.65 Hz。对实际硬件系统进行频谱分析测试，成功实现对输入的音频信号的频谱计算。

关键词：频谱分析;快速傅里叶变换;大点数;坐标旋转数字计算;复数求模