MDO4000混合域示波器結構解密（下）
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圖A1描繪了一系列時域樣點。例如，在對圖A1中的第二個幀應用DFT處理時，將對信號進行周期性擴展。多個連續(xù)幀之間一般會發(fā)生不連續(xù)點，如圖A2所示。
圖A1/A2. 被采樣的時域信號的三個幀(a)和一個幀中定期擴展樣點導致的不連續(xù)點(b)。
這些假信號不連續(xù)點生成原始信號中不存在的頻譜假信號。這一效應會產生信號的不準確表示結果，稱為頻譜泄漏。頻譜泄漏不僅在輸入中產生輸入中不存在的信號，還會降低附近有大信號時觀察小信號的能力。
MDO4000系列頻譜分析儀功能應用窗口技術，降低頻譜泄漏的影響。在執(zhí)行DFT之前，先逐個樣點以相同長度把DFT幀乘以窗口函數(shù)。窗口函數(shù)通常呈鐘形，減少或消除了DFT幀尾的不連續(xù)點。
窗口函數(shù)的選擇取決于頻響特點，如邊瓣電平、等效噪聲帶寬和幅度誤差。窗口形狀還決定著有效的RBW分辨率帶寬濾波。
與其它頻譜分析儀一樣，MDO混合域示波器允許用戶選擇RBW分辨率帶寬濾波器。MDO混合域示波器還允許用戶在多個常用窗口類型之間進行選擇。它增加了直接指定窗口形狀的靈活能力，用戶可以優(yōu)化特定測量。例如，應特別注意脈沖或瞬態(tài)RF信號的頻譜分析。表A1就不同的窗口函數(shù)的使用提供了部分建議。
窗口 | 窗口因數(shù) | 最佳使用狀態(tài) |
Kaiser (Default) | 2.23 | 邊瓣電平與形狀因數(shù)與傳統(tǒng)的高斯RBW最接近 |
Rectangular | 0.89 | 用來測量射頻脈沖，信號電平在信號出現(xiàn)前后之乎一致 |
Hamming | 1.3 | 用來測量正弦，周期性的，或窄帶隨機噪聲，信號電平在信號出現(xiàn)前后明顯不同 |
Hanning | 1.44 | 用來測量幅度（頻率測量準確性要稍差），瞬態(tài)或脈沖信號電平出現(xiàn)前后明顯不同 |
Blackman-Harris | 1.9 | 用來測量多頻率點的幅度，尤其單頻率波形中查找高階諧波 |
Flat-Top | 3.77 | 用來測量幅度，信號出現(xiàn)在接近時域數(shù)據幀開始或結束的時刻點上，頻率測量準確性差 |
表A1 MDO4000上所提供的FFT窗口選項
窗口函數(shù)的頻響幅度決定著RBW分辨率帶寬形狀。例如，MDO混合域示波器上的RBW分辨率帶寬定義為3 dB帶寬，與DFT中采樣頻率和樣點數(shù)的相對關系如下：
其中k是與窗口有關的系數(shù)，N是DFT計算中使用的時域樣點數(shù)，F(xiàn)s是采樣頻率。對Kaiser窗口，k約為2.23。RBW分辨率帶寬形狀因數(shù)定義為60 dB和3 dB時的頻譜幅度的頻率比，約為4:1。在MDO混合域示波器上，頻譜分析測量使用公式2，根據輸入跨度和RBW設置計算DFT要求的樣點數(shù)量。
A3和圖A4顯示了MDO混合域示波器頻譜分析中使用的Kaiser窗口的時域和頻譜。這是MDO4000混合域示波器在頻譜分析中使用的默認窗口。
圖A3：時域中的Kaiser窗口，水平軸是時域采樣點，縱軸是線性尺度
圖A4：頻域中的Kaiser窗口，水平軸是頻率二元組（Fs/N），縱軸是dB
圖A5中的跳頻信號實例說明了不同的窗口怎樣影響隨時間變化的信號的頻譜表示。在使用默認的Kaiser窗口時，與這一采集有關的頻譜時間為1.12 ms。頻率隨時間變化畫面顯示了在跳頻大多數(shù)時間內，頻譜時間以三個跳頻順序的中間頻率為中心。上方頻率和下方頻率“開點頻率”周期相關的時間大體相等，圖A3中描述的窗口函數(shù)顯示，采集開頭和邊緣附近的時間樣點水平下降，因為窗口函數(shù)在采集中心使用的樣點呈高斯分布?？匆幌骂l域畫面中四個峰值的幅度(中心頻率、高頻、低頻和最大過沖峰值)，中心峰值超過其它信號近30 dB。
圖A5. 2 kHz RBW時的Kaiser窗口。
在圖A6中，現(xiàn)在選擇的窗口類型是矩形。由于矩形窗口的窗口函數(shù)不同于Kaiser窗口，RBW變成了750 Hz，因此頻譜時間與上一個實例中的采集時間大體相等。
頻譜時間再次與三個跳頻順序中相同的點對準，但頻譜表示有很大的差別。
圖A6. 750 Hz RBW時的矩形窗口
由于矩形窗口函數(shù)基本上在采集時間中不濾波時間樣點，且在三個頻率每個頻率上的駐留時間大體相等，因此采用矩形窗口的頻譜顯示三個峰值信號的頻譜幅度大體相等。
用戶還可以選擇其它窗口(如Blackman-Harris、矩形、Hanning)，滿足特殊的測量要求，在執(zhí)行儀器中提供的部分測量時，儀器也可以使用這些窗口。
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