存儲深度對FFT結果的影響

在DSO中，通過(guò)快速傅立葉變換（FFT）可以得到信號的頻譜，進(jìn)而在頻域對一個(gè)信號進(jìn)行分析。如電源諧波的測量需要用FFT來(lái)觀(guān)察頻譜，在高速串行數據的測量中也經(jīng)常用FFT來(lái)分析導致系統失效的噪聲和干擾。對于FFT運算來(lái)說(shuō)，示波器可用的采集內存的總量將決定可以觀(guān)察信號成分的最大范圍（奈奎斯特頻率），同時(shí)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(guān)察窗的長(cháng)度和采集緩沖區的大小。若要獲得10kHz 的分辨率，則采集時(shí)間至少為： T = 1/△f = 1/10 kHz = 100 ms，對于具有100 kB 存儲器的數字示波器，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(lái)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(jiàn)，可能是由于開(kāi)關(guān)式電源、DC-DC轉換器或其它來(lái)源的串擾導致的。它也可能是由故意使用擴頻時(shí)鐘導致的。

圖12 力科示波器的FFT分析

對于DSO來(lái)說(shuō)，長(cháng)存儲能產(chǎn)生更好的FFT結果，既增加了頻率分辨率又提高了信號對噪聲的比率。另外，針對某些應用，一些非常細節的信息需要在20Mpts的存儲深度下才能分析出來(lái)，如圖13、14所示。

圖13 1M點(diǎn)的FFT結果無(wú)法了解有關(guān)調制的信息

圖14 20M點(diǎn)的FFT清晰的確認了時(shí)鐘的雙峰分布及相關(guān)調制規律

需要指出的是，對于長(cháng)波形的FFT分析需要示波器超強的數據處理能力，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(diǎn)的FFT，業(yè)內T公司的示波器最大則只能做3.125M點(diǎn)的FFT分析。