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06-18
频域分析是许多新设计的关键调试功能。
然而，频域分析必须与时域、数字信号或逻辑通道紧密同步。
频谱分析对调试工作的价值通常取决于分析速度（更新速度），这使得信号捕获和发现极具挑战性。
此外，仪器还必须具有足够高的频域和时域灵敏度来捕获信号，例如电磁干扰或其他干扰引起的频域杂散信号等小信号。
为了获得可用于调试支持多种信号类型的复杂系统的有价值的信息，需要基于时间事件、频率事件或数字模式的精确触发。
在复杂的嵌入式系统中，常常需要同时监测时域和频域的多个信号。
尽管基带数字信号、射频信号和模拟信号相互关联、相互依赖，但人们往往无法基于传统的调试方法来描述或捕获它们之间的关系。
使用微控制器实现的射频信号反馈控制、低速串行总线、严格的时序关系以及射频和数字信号之间的电磁干扰都是原型设计阶段令人头疼的问题。
这些信号产生的问题通常可以使用数字示波器进行分析，但大多数开发人员尝试寻找其他仪器。
虽然这项工作最终可能会完成，但这需要大量时间并且需要大量经验。
将模拟、数字和射频信号测试功能集成到一台仪器中，可以减少不同设计项目所需的时间和专业知识。
任何信号都是时间和幅度的函数。
因此，不仅需要捕获信号幅度，还需要捕获信号随时间的变化情况。
傅里叶变换是将时域函数变换为频域频谱的主要技术。
此变换可以给出从时域波形采样的信号在某个时间点的频谱快照。
它使瞬时频谱变得可测量，从而可以测量任意时刻信号的频率分量。
由此，可以观察频谱随时间的变化，了解何时存在干扰、何时不存在干扰，以及时域和频域事件之间的关系。
在离散傅里叶变换（DFT）中，将一定数量的时域信号采样点转换为一定数量的频率采样点。
每个频率采样点都是由时域采样点通过算法函数计算得到的。
快速傅里叶变换（FFT）是实现离散傅里叶变换的有效方法。
该方法类似于离散傅里叶变换，可以将一定数量的离散样本变换到频域。
示波器通常使用快速傅里叶变换采样技术将时域样本转换到频域。
大多数现代示波器所采用的传统快速傅里叶变换方法的一个局限性是，虽然人们只对频率范围的一部分感兴趣，但 FFT 计算过程是对整个采样信息执行的。
这种计算方法效率低下，使得整个过程变慢。
数字下变频 (DDC) 通过将目标带宽下变频到基带并以较低的采样率对其进行重新采样，从而在更小的记录长度上实现快速傅里叶变换，从而解决了这个问题。
因此，它的计算速度更快，更接近实时性能，也更灵活。
这种灵活性通常转化为多域调试应用程序所需的功能。
另外，由于实际变换是在基带频率上完成的，因此该方法还可以实现过采样的优点。
这进一步提高了目标频率带宽上的信噪比。
由于FFT频谱是根据原始时域信号生成的，因此通过在时间和频率上分析同一信号可以获得大量有用的信息。
某个信号在时域可能是稳定、正确的，但在频域分析时，就会发现噪声增加、未知的杂散信号以及其他在时域分析中不易发现的异常事件。
某些示波器还可以进行时域选通分析。
有了这个特性，就可以实现更强大的检测能力。
通过门控方式进行FFT，或者将FFT限制在某个时间记录的特定位置，可以观察指定时间点的傅里叶变换，有助于确定问题发生的时间点。
获得干扰信号的周期或频率后，可以更准确、更快速地排除错误或故障。
最后，不要将频谱分析限制于特定的单个通道通常很重要。
在某些情况下，事件可能会影响多个通道的信号，同时进行多个通道的频谱分析可以提供更多的测试信息。
例如，时间相关的受干扰和干扰信号的频谱分析视图可以为问题分析提供有力的证据。
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