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示波器+FFT,轻松驾驭频谱测量
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由于致远电子对FFT做了大量的深度优化,使得ZDS2022示波器最大可以支持4M点FFT.根据上述的关系表达式,在1GS/S采样率下,FFT的频率分辨率达到了1GS/S / 4M点= 250Hz.显然,在1GS/S采样率条件下示波器能够达到这样的频率分辨率,也就是说只要被测信号频率是250Hz的整数倍,ZDS2022仍能准确无误地分辨出来。即便被测信号不是250Hz的整数倍,此时存在频谱泄露,但在250Hz这么小的频率分辨率下,也能较准确地分析出被测信号的大致频点。
假设被测信号中包含100KHz和150KHz两种频率分量,以及其它的一些更高频率的信号,对于普通示波器来说,由于最大只支持8K点FFT,即频率分辨率只有125KHz,显然无法分辨出100KHz和150KHz频点信号。为了证明这一点,我们不妨做一些测试。为了避免真实信号中本身的干扰影响到分析的准确性,则采用MATLAB构建一个纯正的信号来从数学原理上进行分析。假设设计一个信号:
y = 0.7*sin(2*pi*100000*t)+ 1.2*sin(2*pi*150000*t)
这是一个包含100KHz和150KHz两种频率分量的信号,幅值分别为0.7和1.2,此信号详见下图:
图2原始信号(包含100KHz和150KHz两种频率分量)
下面分别以1GS/S采样率对该信号采样,计算8K点和4M点的FFT,此处直接给出结果,其相应的代码详见程序清单。
图3程序清单Matlab代码