頻譜分析儀時域應用介紹

頻譜儀一般是一種非時域工具，主要描述信號在頻域上的變化(用于信號失真度、調(diào)制度、譜純度、頻率穩(wěn)定度和交調(diào)失真等信號參數(shù)的測量)，在時域上使用得并不廣泛。不過，RIGOL DSA1000系列頻譜儀提供的上位機應用工具Ultra Spectrum可以支持這方面的應用。

　　頻譜儀時域應用與分析是建立在頻譜數(shù)據(jù)在時間域上存儲(頻譜數(shù)據(jù)+時間信息)形成的數(shù)據(jù)集基礎之上的，通過對該數(shù)據(jù)集的分析可以得出相關測量結(jié)論。下面將結(jié)合這一工具來解決分析被測件異常信號(隱含信號)的問題。

　　頻譜儀時域應用與分析：捕獲隱含信號

　　有應用價值的信號(例如通訊領域使用的信號)一般都是周期性信號，信號發(fā)生的過程攜帶著時間信息。RIGOL DSA1000系列頻譜儀提供上位機應用工具Ultra Spectrum，該工具就是以記錄頻譜數(shù)據(jù)以及該頻域數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間數(shù)據(jù)(以瀑布圖形式表現(xiàn))為分析對象而展開分析應用。

　　圖1：可疑信號D1。
　通過圖1(或圖2)可以清楚地看到頻譜數(shù)據(jù)在不同時間的變化特點。除了圖像上看到的“視覺”變化外還可以通過配合縱軸上的數(shù)據(jù)得出“變化”趨勢的可計量值(擬合出的信號隨時間變化的曲線，曲線上讀值)。下面開始借助這一工具分析異常信號(隱含信號)。

　　圖2：可疑信號D2和D3。

　　圖1(或圖2)中的瀑布圖橫坐標為頻率，縱坐標為采集時間(這里未顯示)，顏色域表示頻譜強度。中間的橫向紅線為標記線(用來標記查看特定時刻的某一條頻譜軌跡)?？梢钥吹?，該圖顯示的是當前從儀器(DSA1020)獲取的一段時間內(nèi)頻譜數(shù)據(jù)的累加數(shù)據(jù)，紅色區(qū)域(非橫向標記線)為主信號區(qū)域(由于該信號帶寬很小，因此在瀑布圖中表現(xiàn)為縱向“紅線”)，其左右為兩個有效信號。這三個信號形成的“田壟”較平坦說明該部分信號穩(wěn)定。而在主信號左側(cè)隱約出現(xiàn)三個信號形成的“田壟”(矩形框標記位置)，這些信號就是可疑信號(從右向左依次命名為D1-Distrustful1、D2-Distrustful2、D3-Distrustful3)。圖3是通過示波器采集到的時域信號(與頻譜儀測量的為同一信號)，顯示的是一個較穩(wěn)定正弦波。通過觀察圖3很難發(fā)現(xiàn)該信號出現(xiàn)的問題。

　　將標記線移到異常出現(xiàn)位置(選擇該異常數(shù)據(jù))，該譜線如圖1所示，可以發(fā)現(xiàn)在圖1中主信號的左側(cè)出現(xiàn)一信號D1。

　　觀察圖1可以發(fā)現(xiàn)該信號“時隱時現(xiàn)”有一定規(guī)律性(該規(guī)律性可通過記錄的時間推算出)。通過讀值發(fā)現(xiàn)D1信號出現(xiàn)規(guī)律為(設定存儲的第一個數(shù)據(jù)編號為0)：

　　依照上表可以大致地推算出該信號的出現(xiàn)周期約為38.8s(25.5+13.3)，該被測件存在一個周期性疊加信號，信號周期約為38.8s(0.0257Hz)。