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示波器可當頻譜儀使用?FFT這個寶藏功能教你快速“變形”

更新時間:2022-07-18 點擊次數:1579

示波器是我們老生常談的一個儀器,其功能性強、使用范圍廣。因此在觀察時域波形的時候也是一個非常重要的儀器,但示波器里面的FFT功能,卻促使示波器能夠作為一個簡易的頻譜儀使用,利用快速傅里葉變換,從而完成波形從時域到頻域的轉換,同時觀察時域波形和信號的頻率分量。在無法使用頻譜儀的場合,提供FFT分析支持。

接下來小編將為大家進行講解演示,怎樣使用MSO8000系列數字示波器的FFT功能,一起來學習下吧。






FFT的基本功能


上面說到示波器的FFT功能可以作為簡易的頻譜儀然后進行簡單的頻率成分分析,同時也可幫助使用者找出在波形中的異常頻點。MSO8000系列示波器提供FFT(快速傅立葉變換)數學運算功能,可將時域信號轉換為頻域分量(頻譜)。能夠完成在觀測信號時域波形的同時也可觀測信號的頻譜圖,以便完成以下測試工作:


測量系統中的諧波分量和失真
表現直流電源中的噪聲特性
分析振動



根據上圖展示的,方波信號是由對應頻率的奇次諧波組成的,因此在頻域中觀察1MHz的方波信號的諧波分量則應有1、3、5、7、9次或以上的諧波分量,這次演示將以該信號為例子,利用MSO8104的FFT功能完成驗證。



MSO8000系列數字示波器


當下的集成設計領域,一款集成度較高的綜合示波器早已成為設計工程師*的得力工具。RIGOL自主研發的MSO8000系列數字示波器集包含了頻譜分析儀在內的7種獨立儀器功能于一體。


標配FFT運算功能,最大1Mpts波形數據實時運算

可一起顯示多達4組運算

支持獨立的FFT彩色余輝顯示

多達15個峰值的峰值搜索功能,事件列表可導出



除了上述所說優點外,MSO8000還可提供如16通道邏輯分析儀、任意波形發生器、數字電壓表、高精度頻率計、累加器以及協議分析儀等多種儀器的部分功能。



FFT分析的操作步驟如下:

測試準備

首先需要一臺具備FFT分析功能的數字示波器,本次使用RIGOL MSO8104數字示波器進行演示

準備待測信號,本次采用DG2102函數/任意波形發生器提供一個5Vpp,1MHz的方波信號


FFT運算分析

1

設置適合的水平時基和垂直檔位,以便于方波信號在屏幕上比較完整地顯示,添加頻率測量項,則會顯示現在信號的頻率是1MHz

2

打開MATH功能,運算符選擇FFT,信源設定為CH1,打開運算

3

調整合適的偏移和垂直檔位,以便于波形可以相對完整地顯示在屏幕上

4

在“更多"設置中可以將X設置為“Span-Center"(掃寬-中心頻率)或“Start-End" (起始頻率-終止頻率),本次演示設置為“Start-End",設置起始頻率為1MHz,終止頻率為100MHz,窗函數為布萊克曼窗(此設置能夠使各個頻率顯示地更加完整)

5

打開峰值搜索功能,設置峰值個數,本次演示設置為9個,排序方式為頻率大小

6

調整合適的閾值,直至峰值列表出現9個頻點,在測試結果的峰值列表中可以看出該信號的各個頻率分量。




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