示波器提供強(qiáng)大的功能來調(diào)試與頻率相關(guān)的影響。 快速傅立葉變換 (FFT) 長期以來一直是示波器工具箱的一部分。 現(xiàn)在，可以使用類似頻譜分析儀的功能來簡化示波器的設(shè)置和使用，以分析頻率相關(guān)效應(yīng)。 它允許熟悉 RF 頻譜分析儀的用戶開始使用 FFT，而無需關(guān)心設(shè)置 FFT 的細(xì)節(jié)。 設(shè)置簡單——選擇中心頻率、跨度和分辨率帶寬，示波器所需的采樣率和時域采集長度會在后臺自動確定。 還提供正常或平均 FFT 的設(shè)置以及參考電平和比例。 然后，為頻譜顯示選擇操作模式（正常、平均或最大保持）。 也可以進(jìn)行參考電平和比例的其他設(shè)置。 使用頻譜分析儀模式，用戶無需將示波器采樣率、內(nèi)存和采集長度設(shè)置轉(zhuǎn)換為頻域相關(guān)單位。
自動峰值檢測功能可識別光譜中的最高峰值，在顯示屏上標(biāo)記它們并構(gòu)建所有峰值的交互式表格。 只需觸摸表格即可按頻率或幅度對峰值進(jìn)行排序，選定的峰值可以快速移動到顯示屏的中心。 該表還顯示了可能不明顯的明顯頻率峰值。
除了頻譜顯示之外，頻譜分析儀模式還包括一個頻譜圖顯示，可以 2D 或 3D 顯示，顯示頻譜如何隨時間變化的歷史記錄。
按前面板按鈕打開頻譜分析儀模式。
Spectrum Analyzer 對話框，如圖 1 所示，包含所有易于進(jìn)行頻域分析的控件。
顯示頻譜分析儀主要控件的頻譜分析儀對話框
用戶可以從任何輸入通道、數(shù)學(xué)、內(nèi)存或縮放軌跡中選擇源軌跡。
頻譜分析儀選項(xiàng)的主要控制是中心頻率和跨度，就像射頻頻譜分析儀一樣。 Center 和 Span 類似于調(diào)整 FFT 跡線的位置。 每個設(shè)置的值都可以通過屏幕鍵盤輕松輸入。 用戶界面報告可以觀察到的最大頻率，這是當(dāng)前示波器采樣的二分之一。
時域信號正下方的頻譜基本視圖
或者，Start Stop 提供了另一種調(diào)整 FFT 跡線位置的方法。 開始和停止頻率可以用鍵盤指定，類似于中心和跨度。
Resolution Bandwidth 相當(dāng)于改變Timebase 設(shè)置來增加或減少FFT 模式下的內(nèi)存。 降低分辨率帶寬等于更多內(nèi)存。 如果輸入的值無法實(shí)現(xiàn)，頻譜分析儀會報告分辨率帶寬的調(diào)整值。 默認(rèn)設(shè)置是自動設(shè)置分辨率帶寬，正如被選中的自動復(fù)選框所確認(rèn)的那樣。
主要的垂直刻度控件是輸出（類型）、刻度和參考電平。 輸出類型可以是 dBm、dBVrms、dBmV、dBμV、Vrms 和 Arms（如果電流探頭是源）。
參考電平以匹配輸出類型的單位設(shè)置屏幕頂部的振幅。
刻度與在 FFT 模式下調(diào)整垂直增益旋鈕相同，并以每格 dB 或伏特/格為單位設(shè)置刻度，以適合輸出類型選擇。
有 Normal、Average 和 Max Hold 三種工作模式。 正常模式顯示源跡線的功率譜。 在平均模式下，用戶可以輸入要平均的光譜數(shù)。 平均可有效降低信號噪聲以查看更多諧波或載波細(xì)節(jié)。 最大（峰值）保持模式對于掃描頻率測量很有用，它顯示了頻率軸上峰值的歷史記錄。 Max Hold 顯示信號達(dá)到的最大電平。 它還可用于查找不常見的雜散。
Persistence On 復(fù)選框控制頻譜顯示上的顯示持久性。 在持久性打開的情況下，將顯示類似于 RF 頻譜分析儀上顯示的多個頻譜的歷史記錄。
Show Source 和 Show Zoom 復(fù)選框可以分別查看時域源跡線和源跡線的縮放。 在圖 1 中，Show Source 框被選中，通道 1 顯示被顯示。 源跡線和縮放跡線將分別出現(xiàn)在各自的網(wǎng)格中。
Window 允許用戶指定用于 FFT 的加權(quán)窗口。 選擇是馮·漢恩（Hanning）、漢明、平頂和布萊克曼·哈里斯。 圖 3 顯示了每個可用加權(quán)函數(shù)的頻譜形狀比較
四個加權(quán)函數(shù)的頻譜形狀比較
頻譜分析儀固有地顯示出寬動態(tài)范圍。 大多數(shù) 8 位示波器只能在可以顯示 48 或更多 dB 動態(tài)范圍的頻譜上提供 80 dB 的動態(tài)范圍。 12 位示波器允許高達(dá) 72 dB 的動態(tài)范圍。 圖 4 顯示了一個示例。此處信號的諧波比滿量程低 68 dB。 使用 8 位示波器，如果不進(jìn)行平均，它們將是不可見的。
分辨率大于 12 位的信號示例。 8 位示波器的本底噪聲比滿刻度低約 50 分貝，從而掩蓋了諧波
Peaks/Markers 選項(xiàng)卡（如圖 5 所示）提供了一種在質(zhì)譜圖中查找和標(biāo)記多達(dá) 100 個峰以及設(shè)置多達(dá) 20 個標(biāo)記的簡便方法。
按下 Peaks/Markers 選項(xiàng)卡上的 Peaks 按鈕可以打開自動峰值檢測和標(biāo)記，如圖 5 所示。使用此功能最多可以跟蹤 100 個峰值。 如果選中 Show Table 復(fù)選框，將打開一個表格，顯示 Max Peaks 數(shù)字輸入字段中請求的峰數(shù)。 表中的峰可以按排序依據(jù)字段中選擇的頻率或振幅排序。 峰通常按表中所示的峰編號列出。 選中 Show Freq 框?qū)槊總€峰添加頻率讀數(shù)。
設(shè)置峰的自動識別
在 Peaks/Marker 對話框的 Action 區(qū)域中，可以選擇任何峰并通過按 apply 將其移動到屏幕的中心。
頻譜分析儀選項(xiàng)能夠添加多達(dá) 20 個用戶設(shè)置的標(biāo)記。 在如圖 6 所示的 Peak/Markers 對話框中按 Markers 按鈕可以訪問 Marker 控件。標(biāo)記在頻譜顯示中顯示為藍(lán)色倒三角形。 標(biāo)記頻率位置和振幅總結(jié)在附表中。
標(biāo)記視圖快捷按鈕提供了一種簡單的方法來查看常見位置的標(biāo)記，例如峰值、諧波或在頻譜上按頻率均勻分布的五個默認(rèn)標(biāo)記
標(biāo)記控制允許手動設(shè)置最多 20 個可用標(biāo)記中的每個標(biāo)記的位置。 該表鏈接到標(biāo)記，選擇一個條目可在標(biāo)記控制標(biāo)記字段中設(shè)置標(biāo)記編號。 滾動按鈕允許將所選標(biāo)記設(shè)置為下一個峰值位置（左右掃描）或下一個幅度值（上下掃描）。 通過按將中心頻率設(shè)置為標(biāo)記按鈕，可以將頻譜顯示的中心頻率設(shè)置為所選標(biāo)記。 同樣，可以通過按 Set Ref 將參考電平設(shè)置為選定的標(biāo)記幅度。 水平到標(biāo)記。
在頻譜顯示上設(shè)置多達(dá) 20 個標(biāo)記
Marker Measurements 控制組允許您選擇包含在峰值表中的值。 檢查參考文獻(xiàn)中的顯示增量值。 Marker 會將 Delta Frequency 和 Amplitude 列添加到標(biāo)記表中。 Show Abs Values of All Markers 會導(dǎo)致顯示絕對頻率和振幅。 這兩個按鈕是互鎖的，因此總是會顯示絕對值、差值或兩者。
Track All Markers to Ref Marker 將標(biāo)記的位置鎖定到參考標(biāo)記。 它們將跟隨參考標(biāo)記位置的任何變化。
頻譜圖顯示在單獨(dú)的顯示網(wǎng)格中顯示頻譜變化的歷史記錄。 如圖 256 所示，在垂直堆疊顯示中最多顯示 7 個光譜。
二維頻譜圖顯示視圖
Spectrum Analyzer 對話框的 Spectrogram 字段中的控件用于打開和配置頻譜圖顯示。 視圖框打開或關(guān)閉顯示。 類型條目允許選擇二維 (2D) 或三維 (3D) 顯示。 圖 7 是單色二維視圖，其中光譜幅度與顯示強(qiáng)度成正比。 通過取消選中單色復(fù)選框，頻譜圖將按顏色指示頻譜幅度。 頻譜圖字段中的滑塊控件控制強(qiáng)度和顏色到頻譜振幅的映射。
頻譜圖的 3D 渲染如圖 8 所示。除了強(qiáng)度或顏色分級外，3D 渲染還將頻譜幅度顯示為垂直顯示。
使用顏色分級持久性的頻譜圖的 3D 渲染
頻譜分析儀模式提供了強(qiáng)大的 FFT 分析功能，具有類似于 RF 頻譜分析儀的簡化用戶界面，專用于頻域分析。