存儲深度對FFT結(jié)果的影響

在DSO中，通過快速傅立葉變換（FFT）可以得到信號的頻譜，進而在頻域?qū)σ粋€信號進行分析。如電源諧波的測量需要用FFT來觀察頻譜，在高速串行數(shù)據(jù)的測量中也經(jīng)常用FFT來分析導(dǎo)致系統(tǒng)失效的噪聲和干擾。對于FFT運算來說，示波器可用的采集內(nèi)存的總量將決定可以觀察信號成分的最大范圍（奈奎斯特頻率），同時存儲深度也決定了頻率分辨率△f。如果奈奎斯特頻率為500 MHz，分辨率為10 kHz，考慮一下確定觀察窗的長度和采集緩沖區(qū)的大小。若要獲得10kHz 的分辨率，則采集時間至少為： T = 1/△f = 1/10 kHz = 100 ms，對于具有100 kB 存儲器的數(shù)字示波器，可以分析的最高頻率為：

△f × N/2 = 10 kHz × 100 kB/2 = 500 MHz

圖11 示波器的FFT運算

在圖12所示的例子中，266 MHz信號受到來自30 kHz噪聲源的撿拾噪聲的影響。FFT (下方的軌跡)顯示了以266 MHz為中間、相距30 kHz的一系列峰值。這種失真十分常見，可能是由于開關(guān)式電源、DC-DC轉(zhuǎn)換器或其它來源的串?dāng)_導(dǎo)致的。它也可能是由故意使用擴頻時鐘導(dǎo)致的。

圖12 力科示波器的FFT分析

對于DSO來說，長存儲能產(chǎn)生更好的FFT結(jié)果，既增加了頻率分辨率又提高了信號對噪聲的比率。另外，針對某些應(yīng)用，一些非常細(xì)節(jié)的信息需要在20Mpts的存儲深度下才能分析出來，如圖13、14所示。

圖13 1M點的FFT結(jié)果無法了解有關(guān)調(diào)制的信息

圖14 20M點的FFT清晰的確認(rèn)了時鐘的雙峰分布及相關(guān)調(diào)制規(guī)律

需要指出的是，對于長波形的FFT分析需要示波器超強的數(shù)據(jù)處理能力，這往往超出了某些示波器的運算極限。力科示波器最大可以做25M點的FFT，業(yè)內(nèi)T公司的示波器最大則只能做3.125M點的FFT分析。