基于NiosII的FPGA音频信号分析仪设计

"这篇毕业论文主要探讨了基于NiosII处理器的音频信号分析仪的设计，主要涉及了系统级芯片(SoC)技术、FPGA开发、数字信号处理以及音频信号分析仪的具体设计与实现。作者利用Altera Cyclone II系列FPGA中的NiosII软核替代传统的DSP芯片或高性能单片机，实现音频信号的FFT分析，同时在频域进行信号功率、频率分量、周期性和失真度的计算。此外，文中还介绍了如何在FPGA中集成8阶IIR切比雪夫II型数字低通滤波器，以提高音频滤波性能，并通过12位A/D转换芯片AD1674和前端增益放大电路，确保在宽广的输入电压范围内实现高精度的功率测量。" 这篇基于NiosII的音频信号分析仪设计论文详细阐述了以下几个关键知识点： 1. **SoC技术**：介绍了SoC（System on Chip）的概念，包括其发展历程、关键技术、用途分类以及SoC的实现方法。SoC是将整个系统集成在单个芯片上，集成了处理器、存储器、接口和其他功能模块，极大地提高了系统集成度和效率。 2. **FPGA开发技术**：讨论了FPGA（Field-Programmable Gate Array）的技术特点，如灵活性、可重配置和高速处理能力。还概述了FPGA开发的基本流程，强调了Quartus II软件在设计中的重要角色，以及NiosII软核处理器在FPGA中的应用。 3. **数字信号处理**：深入讲解了傅里叶变换在数字信号处理中的应用，包括不同类型的傅里叶变换（如连续非周期、连续周期、离散非周期和离散周期信号）以及快速傅里叶变换(FFT)，这些都是信号分析的基础。 4. **语音信号处理**：简述了语音信号处理的基本原理，为后续的音频信号分析做准备。 5. **音频信号分析仪设计**：详细描述了设计思想和流程，包括前端可控增益放大电路、混叠滤波、A/D转换、数字滤波以及NiosII软核的配置和综合。特别提到了8阶IIR切比雪夫II型数字低通滤波器的设计，以及如何通过12位A/D转换器实现宽动态范围的信号测量。 6. **性能分析与测试**：论文中还包含了理论分析、参数设计、软件设计以及测试仪器的使用，给出了具体的指标测试结果，验证了设计的准确性和有效性。 这篇论文全面地展示了基于NiosII的音频信号分析仪设计的全过程，涵盖了硬件设计、软件开发和信号处理等多个方面，为理解和实现类似系统提供了详实的技术参考。