世纪汇泽（苏州）检测技术有限公司
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- CS101（25Hz~150kHz电源线传导敏感度）
- CS102（25Hz~50kHz地线传导敏感度）
- CS103（15kHz~10GHz天线端口互调传导敏感度）
- CS104（25Hz~20GHz天线端口无用信号抑制传导敏感度）
- CS105（25Hz~20GHz天线端口交调传导敏感度）
- CS106（电源线尖峰信号传导敏感度）
- CS109（50Hz~100kHz壳体电流传导敏感度）
- CS112（静电放电敏感度）
- CS114（4kHz~400MHz电缆束注入传导敏感度）
- CS115（电缆束注入脉冲激励传导敏感度）
- CS116（10kHz~100MHz电缆和电源线阻尼正弦瞬态传导敏感度）
- RS101（25Hz~100kHz磁场辐射敏感度）
- RS103（10kHz~40GHz电场辐射敏感度）
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客户案例
CASES
示波器FFT功能介绍
发布时间：
2024-01-02 10:14
示波器FFT功能介绍
1.前言
对信号中的频率分量进行分析是十分重要的，因为他们常常会在设计中引起噪声，一旦超出允许的公差，就可能进而导致器件发生故障功能失常。严重的还可能导致电压尖峰，损坏器件。如果我们在设计的时候没有进行正确的测试，那么上述问题就很可能发生。那么如何对信号进行频率分量的分析呢？
也许大家会认为这个活只有频谱分析仪能干，但实际上示波器也能部分胜任，示波器除了时域分析外，还有一个FFT的功能，就可以用来做这个事。本文章主要介绍示波器FFT功能如何使用。
2.FFT原理
FFT是快速傅里叶变换的缩写。简单的说，FFT其实是一种算法，可以帮助我们对时域信号进行分离，然后再将这些分离的信号转换到频域，此时示波器将从时域转换成频域，显示的是信号幅值与频率之间的关系
将时域频域一起放在一个三维的坐标系中帮助大家理解，如图1所示：
图1 时域与频域三维图
3.示波器FFT功能介绍
示波器中有Math数学运算功能，可以对输入信号进行数学运算和处理，常见的数学功能包括加法、减法、乘法、积分等。FFT 功能是其数学运算的一种。
3.1 FFT窗类型
主要有四种不同类型FFT窗，分别是矩形窗、哈明窗、布莱克曼窗、汉宁窗（见图2）。
那么为FFT会有不同的窗选择呢？
图2 示波器FFT窗类型
因为FFT算法计算频谱信号采样时，只能得到采样点的信息，不可能对无限长的信号进行测量和运算，而是取其有限的时间片段进行分析，因此忽略了采样间隔中数据信息。示波器是对有限长度的时间记录进行FFT变换，FFT算法是假设时域波形是不断重复的。这样当周期为整数时，时域波形在开始和结束处波形的幅值相同，波形就不会产生中断。但是，如果时域波形的周期为非整数时，就引起波形开始和结束处的波形幅值不同，从而使连接处产生高频瞬态中断。在频域中，这种效应称为泄漏。因此，为避免泄漏的产生，在原波形上乘以一个窗函数，强制开始和结束处的值为零。
3.2 FFT窗类型各自的优势。
不同的窗函数采用不同的算法，在不同的情况下有着各自的优势（见表1）。窗函数会改变频域波形，让频谱形成方便我们观察的样子，但是本质上不会消除频谱泄露，不同的窗函数都有其独特的特性，我们只需要根据测量需要选择即可。
表1 不同类型FFT窗优势
4.FFT设置注意事项：
4.1时基设置对测试结果影响
由于FFT是一个数学函数，对于数学函数来说处理的数据越多，他就越准确。因此测量的时候，我们要把存储深度打大，时基尽量打大，这样频率分辨率才更高。如下面两张图分别是时基打到10ms和200ms的对比（见图3和图4），可以清楚的看到，200ms时基下的FFT效果要好很多。
图3 时基设置10ms测试图
图4 时基设置200ms测试图
4.2耦合方式选择
具有直流成分或偏差的信号会导致FFT波形成分的错误或偏差，为减少直流成分我们可以选择交流耦合方式。
4.3采样模式选择
在获取周期性信号时，应使用平均采样模式来降低信号噪音。建议平均数不小于16。
图5 采样模式选择对话框
希望大家通过本文章能基本了解示波器FFT频域分析功能。