随着科技的进步,仪器系统与计算机软件技术紧密结合,产生了虚拟仪器,虚拟仪器依托计算机强大的软硬件资源,从根本上更新了测量仪器的概念。另一方面,频谱分析作为近代的信号分析方法是从事各种电子产品研发、生产、检验的重要工具。高分辨率、宽频带实时的数字频谱分析的方法和实现一直是该领域的研究热点。实时频谱分析在工程实践和理论研究中有着重要的意义,但是目前实时频谱分析仪的价格比较昂贵,使得它不能普遍应用于教学和科研实践中。　　 为此,本文设计了一种全新的频谱分析仪,在NiosⅡ的基础上实现虚拟仪器的功能。NiosⅡ是一种基于FPGA(现场可编程逻辑器件)开发的软核CPU,它以代码的形式固化在FPGA内。它的可配置特性给嵌入式系统设计带来了更大的灵活性,可以说它为嵌入式系统的设计提供了一种全新的思路。虚拟仪器则采用美国国家仪器公司开发的LabVIEW8.6为开发平台,实现频谱分析仪的仪器功能。本文把NiosⅡ和虚拟仪器LabVIEW有效的结合起来,对频谱分析仪进行了实际应用的设计,分为三点。　　 (1)介绍了虚拟仪器的研究背景以及国内外的研究进展,接着对频谱分析仪的基本原理和功能进行了阐述,确立了设计的总体方案,建立了设计的基本框架。　　 (2)从几方面分别详细阐述了设计过程,硬件方面有关于采样电路,系统平台硬件电路的设计,固件方面对NiosⅡ的体系结构进行了深入的分析,并定制了系统所需的处理器内核,随后剖析软件结构,实现了LabVIEW环境下的频谱分析仪。理论和仿真表明结果正确。　　 (3)最后论文对主要工作进行了总结,并指出了系统需要进一步完善和发展的方向。