基于FPGA的频谱分析系统研究与实现

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60kHz时,本系统辨识的频率范围为14.65Hz^30kHz,频率分辨率为14.65Hz。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。