示波器是一種常用的檢測(cè)儀器，可以把人們?nèi)庋蹮o(wú)法看到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為可見圖像，具有測(cè)量精準(zhǔn)、準(zhǔn)確度好、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。我們?cè)谑褂?a href="http://www.tocape.cn/zixun/list.php?catid=18" target="_blank">示波器的時(shí)候?qū)τ谑静ㄆ鞯母鞣N使用知識(shí)都是需要掌握的，本文具體介紹使用數(shù)字示波器進(jìn)行多域測(cè)量，希望大家可以更加了解示波器的使用。
     在復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)中，通常需要同時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)域和頻域中的多個(gè)信號(hào)。盡管基帶數(shù)字信號(hào)、射頻信號(hào)和模擬信號(hào)是相互關(guān)聯(lián)和依存的，但是基于傳統(tǒng)的調(diào)試方法，人們常常無(wú)法描述或捕捉它們之間的關(guān)系。采用微控制器實(shí)現(xiàn)的RF信號(hào)反饋控制、低速串行總線、嚴(yán)格的時(shí)序關(guān)系，以及RF和數(shù)字信號(hào)之間電磁干擾等都是原型設(shè)計(jì)階段令人頭痛的問(wèn)題。
      通?？梢允褂脭?shù)字示波器分析這些信號(hào)所產(chǎn)生的問(wèn)題，但是大多數(shù)開發(fā)人員卻試圖尋找其它的儀器。雖然最終可能完成了工作，但是卻花費(fèi)了大量時(shí)間，還需要非常豐富經(jīng)驗(yàn)。將模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)和RF信號(hào)的測(cè)試功能整合在一臺(tái)儀器中，可以降低對(duì)不同設(shè)計(jì)項(xiàng)目所需要的時(shí)間和專家經(jīng)驗(yàn)。
      對(duì)于大量新型設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，頻域分析是一種關(guān)鍵的調(diào)試功能。但是，頻域分析必須與時(shí)域、數(shù)字信號(hào)或邏輯通道保持嚴(yán)密的同步。頻譜分析對(duì)調(diào)試工作的價(jià)值通常取決于分析速度(更新速度)，因此信號(hào)的捕捉和發(fā)現(xiàn)極富挑戰(zhàn)性。此外，儀器還必須具備足夠高的頻域和時(shí)域靈敏度，以便能夠捕捉到信號(hào)，如因電磁干擾或其它干擾所產(chǎn)生的頻域雜散信號(hào)等微小信號(hào)。為了獲得可以用來(lái)調(diào)試支持多種信號(hào)類型的復(fù)雜系統(tǒng)的有價(jià)值信息，必須基于時(shí)間事件、頻率事件或數(shù)字碼型實(shí)現(xiàn)精確觸發(fā)。
      快速傅立葉變換
      任何信號(hào)都是關(guān)于時(shí)間和幅值的函數(shù)。因此，不僅需要捕捉信號(hào)幅值，而且還要捕捉信號(hào)如何隨時(shí)間而變化。傅立葉變換是將時(shí)域函數(shù)變換成頻域頻譜的主要技術(shù)。該變換可以為從某個(gè)時(shí)域波形中采樣的信號(hào)給出某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的頻譜快照。它使得瞬時(shí)頻譜可以測(cè)量，從而可以測(cè)量某個(gè)信號(hào)在任何時(shí)刻的頻率分量。據(jù)此，可以觀察頻譜隨時(shí)間而發(fā)生的變化，了解什么時(shí)候存在以及什么時(shí)候不存在干擾，時(shí)域事件和頻域事件之間是如何關(guān)聯(lián)的。
      在離散傅立葉(DFT)變換中，一定數(shù)量時(shí)域信號(hào)樣點(diǎn)被轉(zhuǎn)換成一定數(shù)量的頻率樣點(diǎn)，每一個(gè)頻率樣點(diǎn)都由時(shí)域樣點(diǎn)通過(guò)算法函數(shù)計(jì)算得出?？焖俑盗⑷~(FFT)變換是一種實(shí)現(xiàn)離散傅立葉變換的高效方法。該方法類似于離散傅立葉變換，可以將一定數(shù)量的離散采樣變換至頻域。示波器通常利用快速傅立葉變換的采樣技術(shù)，將時(shí)域采樣變換至頻域。
      大多數(shù)現(xiàn)代示波器實(shí)現(xiàn)的傳統(tǒng)快速傅立葉變換方法存在一個(gè)限制，盡管人們只對(duì)一部分頻率范圍感興趣，但是，FFT的計(jì)算過(guò)程是針對(duì)整個(gè)采樣信息進(jìn)行的。這種計(jì)算方法效率低下，使得整個(gè)過(guò)程速度較慢。數(shù)字下變頻(DDC)解決了這一問(wèn)題，其方法是將目標(biāo)頻帶寬度下變頻至基帶并以較低采樣率對(duì)其重新采樣，實(shí)現(xiàn)了在小得多的記錄長(zhǎng)度上進(jìn)行快速傅立葉變換。因此，其計(jì)算速度更快、更加接近實(shí)時(shí)性能，也具備更高靈活性。這種靈活性通?？梢赞D(zhuǎn)變成多域調(diào)試應(yīng)用中所要求的功能。除此之外，由于實(shí)際變換是在基帶頻率上完成的，因此，這種方法還可以實(shí)現(xiàn)過(guò)采樣的優(yōu)點(diǎn)。