使用示波器中的時間選通快速傅立葉 變換功能進行時間相關混合域分析

同時進行時域和頻域調試的功能在很多情況下是很有價值的。當您想要在電路板上調試多個位置時，不同信號的時間相關性是必須要考慮的；然而，您在使用多臺測試儀器時會發現這是一項艱巨任務?；旌嫌驕y量的另一個難題是查看頻率隨時間的變化。大多數示波器都能夠很好地查看時域和頻域測量，因為它們具有快速傅立葉變換功能；更進一步，Keysight InfiniiVision 3000T 和 4000 X 系列示波器所擁有的時間選通 FFT 功能還能幫助您深入分析在指定時間上的時域和頻域信號。

以壓控振蕩器 (VCO) 為例。VCO 的功能通過您的被測器件(DUT) 上的一個事件來啟動。我們在此將使用時鐘上升沿啟動振蕩器，使其在不同的頻率上進行掃描，如圖 1 所示。示波器的顯示屏上顯示了這個啟動時鐘 (綠色) 和振蕩器的輸出(紫紅色)。默認設置這個振蕩器從 700 kHz 開始掃描，連續掃描不同的頻率直至到達 3 MHz。通過觀察振蕩器波形的色級，您可以看到顏色隨時間推移而略微加深；這表明掃描頻率正在增大，不過我們仍需要查看頻域中的信號，以進一步確定。

在 3000TX 和 4000X 示波器中，您使用電容觸摸屏上的鍵盤很輕松地把起始和終止頻率分別設在 650 kHz 和 3.3 MHz (圖2)，也可以設置掃寬和中心頻率 (圖 1)。設置合適的掃寬是很關鍵的，以確保所有的掃描頻率都能被 FFT 處理?；谏鲜?/span>設置，FFT 可以對全屏數據進行計算，但在頻率隨時間變化時，它將不會顯示結果。由于我們關注的正是頻率隨時間的變化，所以我們將需要使用時間選通 FFT。

圖 3 中已經啟用了時間選通 FFT。示波器的上半部分顯示了已捕獲的時域波形和選通，可根據您想要分析的量來調整大小。窗口設置在啟動信號被激活的時間。下面顯示的是時域波形的片段以及振蕩器波形在選通時間內的 FFT。它展示了時間相關和時間選通所具有的優勢，使我們能夠看到在振蕩器啟動時，它的頻率約為 700 kHz (符合預期)。您在屏幕右方能看到一個用于顯示頻率峰值的事件表。在該實例中僅有一個包含多個峰值的頻率分量，可作為快速測量工具。

只需在觸摸屏上手動或使用導航鍵就能輕松地移動時間選通，而且那個播放整個時間記錄；如圖 4 所示。當選通在波形中移動時，您就能看到頻率正在增加。在顯示屏上的事件表中有兩個峰值，因為通過 FFT 波形上可以看出頻率在選通中發生了變化。

您可能會注意到，振蕩器的時域波形間可能存在間隙，它能否達到 3 MHz 然后關閉？在這個間隙之前進行頻率測量大概是在 1.97 MHz 上，如圖 5 所示，之后的頻率約為 2.08 MHz。

這些測量表明振蕩器的頻率并沒有增至 3 MHz，而是止步不前了；我們可以打開光標，以測量誤差的確切時間。注意:右側邊欄上顯示了事件表下方的光標測量，可見頻率間隙是在測量開始后的 78 ms 出現。了解了這一信息，我們就能用示波器查看該時間點上被測器件的動態，也有可能確定問題根源或是振蕩器本身是否正常工作。切記，同時在時域和頻域中查看波形，我們就可以清晰地看到問題所在；但如果使用其他的測量儀器只在頻域中進行掃描，比如說頻譜分析儀，我們就會遺漏這個問題。

繼續導航可以看出來，振蕩器在啟用之后的 140 ms 已經停止頻率增加且穩定在 3 MHz (圖 6)。通過查看信號的不同部分，我們能夠驗證這個振蕩器是否達到了指定頻率。

本應用指南只使用了一個簡單的 VCO 作為實例；當然，選通FFT 的功能不局限于頻率變化下的信號。選通 FFT 功能可用于查看其他的信號，例如猝發信號，或者確定其他信號在指定時間內與您的被測器件發生耦合。用示波器中的 FFT 功能進行頻域測量對于調試工作而言很有幫助，而使用 KeysightInfiniiVision 3000T 和 4000 X 系列中的時間選通測量可以給頻域和時域中的測量建立時間相關性，使您能夠更深入地分析信號。