示波器是我们老生常谈的一个仪器,其功能性强、使用范围广。因此在观察时域波形的时候也是一个非常重要的仪器,但示波器里面的FFT功能,却促使示波器能够作为一个简易的频谱仪使用,利用快速傅里叶变换,从而完成波形从时域到频域的转换,同时观察时域波形和信号的频率分量。在无法使用频谱仪的场合,提供FFT分析支持。
接下来小编将为大家进行讲解演示,怎样使用MSO8000系列数字示波器的FFT功能,一起来学习下吧。
上面说到示波器的FFT功能可以作为简易的频谱仪然后进行简单的频率成分分析,同时也可帮助使用者找出在波形中的异常频点。MSO8000系列示波器提供FFT(快速傅立叶变换)数学运算功能,可将时域信号转换为频域分量(频谱)。能够完成在观测信号时域波形的同时也可观测信号的频谱图,以便完成以下测试工作:
根据上图展示的,方波信号是由对应频率的奇次谐波组成的,因此在频域中观察1MHz的方波信号的谐波分量则应有1、3、5、7、9次或以上的谐波分量,这次演示将以该信号为例子,利用MSO8104的FFT功能完成验证。
当下的集成设计领域,一款集成度较高的综合示波器早已成为设计工程师不可或缺的得力工具。RIGOL自主研发的MSO8000系列数字示波器集包含了频谱分析仪在内的7种独立仪器功能于一体。
标配FFT运算功能,最大1Mpts波形数据实时运算
可一起显示多达4组运算
支持独立的FFT彩色余辉显示
多达15个峰值的峰值搜索功能,事件列表可导出
除了上述所说优点外,MSO8000还可提供如16通道逻辑分析仪、任意波形发生器、数字电压表、高精度频率计、累加器以及协议分析仪等多种仪器的部分功能。
测试准备
首先需要一台具备FFT分析功能的数字示波器,本次使用RIGOL MSO8104数字示波器进行演示
准备待测信号,本次采用DG2102函数/任意波形发生器提供一个5Vpp,1MHz的方波信号
FFT运算分析
设置适合的水平时基和垂直档位,以便于方波信号在屏幕上比较完整地显示,添加频率测量项,则会显示现在信号的频率是1MHz
打开MATH功能,运算符选择FFT,信源设定为CH1,打开运算
调整合适的偏移和垂直档位,以便于波形可以相对完整地显示在屏幕上
在“更多”设置中可以将X设置为“Span-Center”(扫宽-中心频率)或“Start-End” (起始频率-终止频率),本次演示设置为“Start-End”,设置起始频率为1MHz,终止频率为100MHz,窗函数为布莱克曼窗(此设置能够使各个频率显示地更加完整)
打开峰值搜索功能,设置峰值个数,本次演示设置为9个,排序方式为频率大小
调整合适的阈值,直至峰值列表出现9个频点,在测试结果的峰值列表中可以看出该信号的各个频率分量。