存儲(chǔ)深度對(duì)FFT結(jié)果的影響
在DSO中,通過(guò)快速傅立葉變換(FFT)可以得到信號(hào)的頻譜,進(jìn)而在頻域?qū)σ粋€(gè)信號(hào)進(jìn)行分析。如電源諧波的測(cè)量需要用FFT來(lái)觀察頻譜,在高速串行數(shù)據(jù)的測(cè)量中也經(jīng)常用FFT來(lái)分析導(dǎo)致系統(tǒng)失效的噪聲和干擾。對(duì)于FFT運(yùn)算來(lái)說(shuō),示波器可用的采集內(nèi)存的總量將決定可以觀察信號(hào)成分的最大范圍(奈奎斯特頻率),同時(shí)存儲(chǔ)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(zhǎng)度和采集緩沖區(qū)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(duì)于具有100 kB 存儲(chǔ)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(yùn)算
在圖12所示的例子中,266 MHz信號(hào)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(zhuǎn)換器或其它來(lái)源的串?dāng)_導(dǎo)致的。它也可能是由故意使用擴(kuò)頻時(shí)鐘導(dǎo)致的。
圖12 力科示波器的FFT分析
對(duì)于DSO來(lái)說(shuō),長(zhǎng)存儲(chǔ)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(hào)對(duì)噪聲的比率。另外,針對(duì)某些應(yīng)用,一些非常細(xì)節(jié)的信息需要在20Mpts的存儲(chǔ)深度下才能分析出來(lái),如圖13、14所示。
圖13 1M點(diǎn)的FFT結(jié)果無(wú)法了解有關(guān)調(diào)制的信息
圖14 20M點(diǎn)的FFT清晰的確認(rèn)了時(shí)鐘的雙峰分布及相關(guān)調(diào)制規(guī)律
評(píng)論