频谱分析仪在国外被当作频域中的“射频万用表”,可见它的重要性及应用泛围之广。频谱分析仪主要特点为:高灵敏度、频率高、频带宽、频率、幅度测量及对比特性。由于对其认识不够及价格较高等问题,在国内,频谱仪一直主要应用在军事、国防及科研等高层面,是一个神秘、高档的仪器。随着通信的发展和普及,在通信、研究、生产、维修等方面对频谱分析仪需求越来越迫切,应用也更普及。从国内频谱分析仪的研发能力和技术水平来看,由于长期以来国内仪器开发走的是仿制道路,设计开发的专利极少,核心技术上没有完全自主的知识。本文研究基于NIOSⅡ嵌入式处理器的频谱分析应用技术和系统软件硬件设计技术。以交流谐波分析仪应用为目标,研究信号的采集、处理和显示的软硬件设计与实现问题。在硬件方面,介绍了数据采集电路,LCD控制电路,NIOSⅡ处理器,DDS模块,FPGA集成模块以及各模块组成分析仪系统。介绍了基于NiosⅡ的系统定制方法。在软件方面,介绍了数据采集的控制、FFT、键盘扫描和数据显示的程序设计。频谱分析中主要就是将时域信号转化为频域进行处理,一般要求使用时窗技术,如快速傅氏变换（FFT）、离散傅氏变换等（DFT）,如果采样点为N,直接的DFT运算需要n²次乘法操作,需要大量的运算时间。20世纪60年代的Coolley和Tuckey提出了FFT,可以将运算减少到（N/2）log₂N次乘法,因此FFT成为频谱分析的核心算法。完成了正弦内插算法程序设计。为了提高FFT显示频谱的准确性,研究了数据采集中采样频率的选取问题。为了扩大测量频率,研究了正弦内插算法。