頻譜分析儀時(shí)域應(yīng)用介紹

頻譜儀一般是一種非時(shí)域工具，主要描述信號(hào)在頻域上的變化(用于信號(hào)失真度、調(diào)制度、譜純度、頻率穩(wěn)定度和交調(diào)失真等信號(hào)參數(shù)的測(cè)量)，在時(shí)域上使用得并不廣泛。不過(guò)，RIGOL DSA1000系列頻譜儀提供的上位機(jī)應(yīng)用工具Ultra Spectrum可以支持這方面的應(yīng)用。

　　頻譜儀時(shí)域應(yīng)用與分析是建立在頻譜數(shù)據(jù)在時(shí)間域上存儲(chǔ)(頻譜數(shù)據(jù)+時(shí)間信息)形成的數(shù)據(jù)集基礎(chǔ)之上的，通過(guò)對(duì)該數(shù)據(jù)集的分析可以得出相關(guān)測(cè)量結(jié)論。下面將結(jié)合這一工具來(lái)解決分析被測(cè)件異常信號(hào)(隱含信號(hào))的問(wèn)題。

　　頻譜儀時(shí)域應(yīng)用與分析：捕獲隱含信號(hào)

　　有應(yīng)用價(jià)值的信號(hào)(例如通訊領(lǐng)域使用的信號(hào))一般都是周期性信號(hào)，信號(hào)發(fā)生的過(guò)程攜帶著時(shí)間信息。RIGOL DSA1000系列頻譜儀提供上位機(jī)應(yīng)用工具Ultra Spectrum，該工具就是以記錄頻譜數(shù)據(jù)以及該頻域數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時(shí)間數(shù)據(jù)(以瀑布圖形式表現(xiàn))為分析對(duì)象而展開(kāi)分析應(yīng)用。

　　圖1：可疑信號(hào)D1。
　通過(guò)圖1(或圖2)可以清楚地看到頻譜數(shù)據(jù)在不同時(shí)間的變化特點(diǎn)。除了圖像上看到的“視覺(jué)”變化外還可以通過(guò)配合縱軸上的數(shù)據(jù)得出“變化”趨勢(shì)的可計(jì)量值(擬合出的信號(hào)隨時(shí)間變化的曲線，曲線上讀值)。下面開(kāi)始借助這一工具分析異常信號(hào)(隱含信號(hào))。

　　圖2：可疑信號(hào)D2和D3。

　　圖1(或圖2)中的瀑布圖橫坐標(biāo)為頻率，縱坐標(biāo)為采集時(shí)間(這里未顯示)，顏色域表示頻譜強(qiáng)度。中間的橫向紅線為標(biāo)記線(用來(lái)標(biāo)記查看特定時(shí)刻的某一條頻譜軌跡)?？梢钥吹?，該圖顯示的是當(dāng)前從儀器(DSA1020)獲取的一段時(shí)間內(nèi)頻譜數(shù)據(jù)的累加數(shù)據(jù)，紅色區(qū)域(非橫向標(biāo)記線)為主信號(hào)區(qū)域(由于該信號(hào)帶寬很小，因此在瀑布圖中表現(xiàn)為縱向“紅線”)，其左右為兩個(gè)有效信號(hào)。這三個(gè)信號(hào)形成的“田壟”較平坦說(shuō)明該部分信號(hào)穩(wěn)定。而在主信號(hào)左側(cè)隱約出現(xiàn)三個(gè)信號(hào)形成的“田壟”(矩形框標(biāo)記位置)，這些信號(hào)就是可疑信號(hào)(從右向左依次命名為D1-Distrustful1、D2-Distrustful2、D3-Distrustful3)。圖3是通過(guò)示波器采集到的時(shí)域信號(hào)(與頻譜儀測(cè)量的為同一信號(hào))，顯示的是一個(gè)較穩(wěn)定正弦波。通過(guò)觀察圖3很難發(fā)現(xiàn)該信號(hào)出現(xiàn)的問(wèn)題。

　　將標(biāo)記線移到異常出現(xiàn)位置(選擇該異常數(shù)據(jù))，該譜線如圖1所示，可以發(fā)現(xiàn)在圖1中主信號(hào)的左側(cè)出現(xiàn)一信號(hào)D1。

　　觀察圖1可以發(fā)現(xiàn)該信號(hào)“時(shí)隱時(shí)現(xiàn)”有一定規(guī)律性(該規(guī)律性可通過(guò)記錄的時(shí)間推算出)。通過(guò)讀值發(fā)現(xiàn)D1信號(hào)出現(xiàn)規(guī)律為(設(shè)定存儲(chǔ)的第一個(gè)數(shù)據(jù)編號(hào)為0)：

　　依照上表可以大致地推算出該信號(hào)的出現(xiàn)周期約為38.8s(25.5+13.3)，該被測(cè)件存在一個(gè)周期性疊加信號(hào)，信號(hào)周期約為38.8s(0.0257Hz)。