使用示波器进行信号的频谱分析(FFT分析)
应用快速傅里叶变换对信号进行频谱分析实验报告
应用快速傅里叶变换对信号进行频谱分析实验报告实验报告：快速傅里叶变换在信号频谱分析中的应用【引言】傅里叶分析是一种重要的信号处理方法，可将时域信号转换为频域信号，并且可以分解信号的频谱成分。
传统的傅里叶变换算法在计算复杂度方面较高，为了降低计算的复杂度，人们提出了快速傅里叶变换（FFT）算法。
本实验旨在通过应用快速傅里叶变换对信号进行频谱分析，研究信号的频谱特性。
【实验目的】1.了解傅里叶变换的基本原理，研究其在信号处理中的应用；2.学习快速傅里叶变换算法的原理和优点；3.通过实验操作，观察信号的频谱特性，分析实验结果。
【实验原理】1. 傅里叶变换（FT）：对于一个连续时间域信号x(t)，其傅里叶变换可表示为X(ω) = ∫[t=−∞,∞]x(t)e^(-jωt)dt，其中X(ω)表示频域上的信号分量，ω为角频率。
2.快速傅里叶变换（FFT）算法：FFT是一种离散时间域信号的频谱分析方法，具有较低的计算复杂度。
FFT算法使用了分治法的思想，将信号分解为较小的频谱分量，并通过递归计算得到完整的频谱图。
3.FFT算法的步骤：1)若信号长度为N，则将其分为两个长度为N/2的子信号；2)对子信号进行FFT变换；3)将两个子信号拼接起来，得到完整信号的频谱分量。
【实验步骤】1.准备实验材料和装置：计算机、FFT分析软件、信号发生器等；2.设置信号发生器的输出参数，例如频率、幅度等；3.连接信号发生器和计算机，打开FFT分析软件；4.在FFT软件中选择输入信号通道，设置采样参数等；5.开始实验，观察计算机屏幕上的频谱图；6.调整信号发生器的参数，重复第5步，记录实验结果；7.结束实验，关闭设备。
【实验结果与分析】我们选择了一个简单的正弦波信号作为输入信号，信号频率设置为100Hz，幅度设置为1V。
在进行频谱分析之前，我们通过示波器观察到一个明显的正弦波信号。
接下来，我们将信号输入到计算机上的FFT分析软件中，进行频谱分析。
示波器在信号处理中的应用
示波器在信号处理中的应用一、引言信号处理技术在现代科学和工程领域中扮演着重要的角色，而示波器作为一种常见的测量仪器，广泛应用于信号处理过程中。
本文将介绍示波器的基本原理和其在信号处理中的应用。
二、示波器的基本原理1. 示波器的定义和结构示波器是一种用于观察电压信号波形的测量仪器。
它通常包括垂直放大部分、水平时间基准部分、触发部分和显示部分。
垂直放大部分用于放大输入信号，水平时间基准部分用于控制观察时间窗口，触发部分用于选择和锁定信号的特定位置，显示部分用于将信号波形显示在屏幕上。
2. 示波器的工作原理示波器通过对输入信号进行采样、放大和显示来实现波形观测。
它在一定时间范围内对信号进行采样，并通过垂直放大部分将采样信号放大到适当的范围，然后通过显示部分将放大后的信号以波形的形式显示在屏幕上。
三、示波器在信号处理中的应用1. 信号频谱分析示波器可以通过FFT（快速傅里叶变换）算法对信号进行频谱分析。
它可以将时域信号转换为频域信号，并显示出信号的频谱图。
这对于研究信号的频率成分、频率特性以及噪声分布非常有用。
2. 波形捕获和触发示波器具有触发功能，可以选择信号的特定位置进行触发，从而捕获并显示该位置前后的波形。
通过调整触发电平和触发边沿，可以实现对特定事件的捕获和分析。
这对于检测和分析信号中的故障、干扰或其他异常情况非常重要。
3. 信号参数测量示波器可以对信号进行各种参数测量，如幅值、频率、周期、上升时间等。
通过使用示波器的光标功能，可以准确地测量信号的各种参数，并进行分析和比较。
这对于信号质量评估、信号调试以及系统性能优化非常有帮助。
4. 信号调制和解调示波器可以与信号发生器或其他信号源配合使用，进行信号调制和解调的实验。
通过实时显示调制后的信号波形，可以验证和分析调制效果，以及检测信号解调过程中的损失和失真情况。
5. 数据采集和记录示波器还可以用作数据采集和记录设备。
通过连接计算机或存储设备，示波器可以将采集到的信号数据保存下来，以便后续处理和分析。
使用示波器进行信号的频谱分析
使用示波器进行信号的频谱分析引言：示波器是一种用于观察和测量电信号波形的仪器。
除了显示波形外，现代示波器还具备许多功能，其中之一就是频谱分析。
频谱分析可以帮助我们了解信号中各个频率成分的贡献程度，对于信号处理和通信系统设计非常重要。
本文将介绍如何使用示波器进行频谱分析，重点介绍FFT（快速傅里叶变换）分析方法。
一、示波器的频谱分析功能现代示波器一般都具备频谱分析功能，可以通过调整设置来选择频谱显示模式。
示波器可以通过内置的FFT算法对输入信号进行频谱分析，获取信号的频谱信息，并将其显示在示波器的屏幕上。
二、FFT分析原理FFT（快速傅里叶变换）是一种高效的算法，用于将一个时域信号转换为频域信号。
FFT算法可以将信号拆分为多个频率成分，并计算每个频率成分的幅度和相位。
FFT算法的核心思想是将一个N点的DFT（离散傅里叶变换）分解为多个较小的DFT，并利用对称性质和旋转因子的性质减少计算量。
三、使用示波器进行FFT分析的步骤1.连接信号源：首先需要将待分析的信号源连接到示波器的输入端口上。
可以使用信号发生器产生一个特定频率的信号，或者将需要分析的信号直接连接到输入端口。
2.设置示波器参数：根据实际需求，设置示波器的参数。
可以选择合适的时间和电压刻度，以便更好地观察信号波形。
还可以选择合适的FFT 分析窗口，如矩形窗、汉宁窗、布莱克曼窗等。
3.执行FFT分析：在示波器的菜单中选择FFT分析功能，并设置合适的参数。
通常需要选择采样率、采样点数、窗口类型等参数。
执行FFT分析后，示波器将自动进行FFT计算，并将频谱信息显示在屏幕上。
4.分析频谱结果：观察示波器屏幕上显示的频谱图，可以通过调整参数和选择不同的窗口类型来优化频谱显示效果。
可以通过放大、平移等操作来更详细地观察频谱。
四、注意事项1.选择合适的采样率和采样点数：采样率和采样点数决定了FFT分析的分辨率。
采样率过低会导致频谱信息丢失，采样点数过多会增加计算量和分析时间。
利用示波器进行频谱分析的方法与结果解读
利用示波器进行频谱分析的方法与结果解读随着科技的不断发展，频谱分析作为一种重要的信号处理技术，被广泛应用于各个领域。
利用示波器进行频谱分析是其中的一种方法，本文将介绍这一方法的基本原理以及如何解读分析结果。
首先，让我们来了解一下示波器。
示波器是一种测量电信号波形和幅度变化的仪器，它可以用来观察信号的时域特性，即信号在时间上的变化。
然而，时域分析并不能提供信号的频域信息，即信号在频率上的变化。
这就引出了频谱分析的需求。
频谱分析通过将信号从时域转换为频域来提供信号的频率特性。
示波器在进行频谱分析时可以通过多种方法工作，其中一种常用的方法是基于快速傅里叶变换（FFT）算法。
FFT可以将离散时间域信号转换为相应的离散频域信号，从而实现频谱分析。
为了进行频谱分析，我们首先需要将待测信号输入示波器。
这可以通过连接信号源到示波器的输入端口来实现。
一旦信号输入，示波器会对信号进行采样并生成采样序列。
采样序列是一组离散的时间域信号，代表了信号在不同时间点的幅度值。
接下来，示波器会对采样序列进行FFT处理，得到对应的频域信号。
频域信号包含了信号在不同频率上的幅度信息，我们可以通过频谱来观察信号的频率分布。
在频谱图中，横轴表示频率，纵轴表示信号强度。
根据频谱图，我们可以进行一些常见的频谱分析，比如峰值分析和频谱比较。
峰值分析可以帮助我们确定信号中的主要频率分量，以及它们的强度。
通过识别峰值，我们可以了解信号的频率特性，以及信号中的主要频率成分。
频谱比较是一种常用的分析技术，用于比较不同信号的频谱。
通过将两个信号的频谱进行对比，我们可以确定它们之间的相似性或差异性。
这在音频处理、无线通信和故障诊断等领域中都有着广泛的应用。
除了基本的频谱分析，示波器还可以提供其他的分析功能，比如时频分析。
时频分析可以同时提供信号在时域和频域上的信息，从而更全面地了解信号的特性。
这对于处理非稳定信号或具有时变特性的信号非常有用。
在进行频谱分析时，需要注意一些常见的误差和限制。
示波器的频谱分析和频谱显示方法
示波器的频谱分析和频谱显示方法示波器是一种重要的电子测试仪器，广泛应用于各个领域的电子设备测试中。
频谱分析和频谱显示是示波器的两项核心功能，对于信号的分析和诊断起着至关重要的作用。
本文将介绍示波器的频谱分析原理以及几种常见的频谱显示方法。
一、频谱分析原理频谱分析是将一个信号分解成一系列不同频率的正弦波的过程，可以帮助我们了解信号的频率成分、幅度特性等。
示波器通过对输入信号进行采样和数字信号处理，实现了频谱分析的功能。
在示波器中，频谱分析原理主要涉及两个方面：离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）。
DFT是一种将时域信号转换为频域信号的方法，但计算复杂度较高，对硬件要求较高。
为了解决这个问题，FFT应运而生，它是一种基于DFT的高效算法，可以大大加速频谱分析的计算过程。
二、频谱显示方法1. 翻页式频谱显示翻页式频谱显示是示波器最常用的一种频谱显示方法。
它将频谱分为若干个不同的窗口，每个窗口显示一段时间内的频谱信息。
示波器会不断翻页，显示连续的频谱波形，以便我们观察信号的变化趋势。
这种显示方法可以帮助我们捕捉到瞬态信号或周期性变化的频谱特征。
2. 实时频谱显示实时频谱显示是一种连续更新频谱波形的显示方法。
示波器会以一定的时间间隔采样信号，并进行频谱计算和显示。
实时频谱显示可以实时观察信号的频率分布和幅度变化，对于频谱监测和实时分析非常有用。
3. 持续频谱显示持续频谱显示是示波器另一种常见的频谱显示方法。
它通过将信号的不同频率分量平均累积，在一定时间内持续显示平均频谱。
这种显示方法可以降低随机噪声的影响，提高频谱分析的可靠性和准确性。
4. 瀑布图频谱显示瀑布图频谱显示是一种将频谱波形以二维图像的形式显示的方法。
示波器将频谱波形按时间顺序排列，并通过彩色变化来表示不同频率的强度。
瀑布图显示可以直观地展示信号频谱在时间上的变化情况，有助于我们观察信号的时变特性。
总结：示波器的频谱分析和频谱显示是电子测试中不可或缺的重要功能。
实用的几种示波器的使用技巧
实用的几种示波器的使用技巧示波器是电子工程师和科研人员在电路测试和信号分析中常用的仪器，具有测量和显示电压信号的能力。
下面是一些实用的示波器使用技巧，以帮助你更好地利用示波器进行电路测试和信号分析。
1.确定测量信号的频率范围：示波器可以测量不同频率范围的信号，但精度有所不同。
在测量信号之前，先确认信号的频率范围，然后选择相应的测量设置和示波器的带宽。
2.设置合适的时间和幅度基准：示波器的时间和幅度基准对信号的显示和分析非常重要。
通过调整时间和幅度基准，可以确保信号在屏幕上显示得清晰且易于观察。
3.使用多个通道同时测量信号：许多示波器具有多个通道，可以同时显示和测量多个信号。
利用这些通道，可以更全面地分析电路中的信号互动和相关性。
4.利用示波器的触发功能：示波器的触发功能可以帮助稳定显示不稳定或非周期性信号，并对信号进行更精确的分析。
通过设置适当的触发电平和触发类型，可以确保示波器在采样过程中始终处于稳定状态。
5.使用自动测量功能快速分析信号：示波器通常具有自动测量功能，可以快速分析信号的频率、幅度、周期等参数。
该功能可帮助用户快速获取关键信号参数，提高工作效率。
6.调整示波器的时间基准和水平控制：示波器的时间基准和水平控制对于观察和分析信号的波形非常重要。
通过调整时间基准和水平控制，可以对信号波形进行放大、缩小、平移等操作，以便更清晰地观察和分析信号特征。
7.使用示波器的延时功能：示波器的延时功能可以帮助用户观察非周期性信号或信号的特定时间段。
通过设置合适的延时时间，可以准确地捕获信号的特定瞬态或故障，并进行详细的分析。
8.选择合适的探头：示波器的探头对于测量和分析结果具有重要影响。
选择合适的探头可以确保测量结果的精度和可靠性。
在使用示波器时，根据需要选择相应的探头，并确保探头与示波器的匹配性。
9.使用示波器的FFT功能进行频谱分析：许多示波器具有FFT(快速傅里叶变换)功能，用于进行频谱分析。
FFT频谱分析
应用FFT对信号的频谱分析摘要：本文提出数字信号处理的一种方法，利用数字示波器实现对信号的采集，利用快速傅里叶变换(FFT)处理并对信号进行频谱分析。
关键词：数字信号处理；FFT；频谱分析1．引言数字信号处理是用数字或符号的序列来表示信号，通过计算机去处理这些序列，提取其中的有用信息。
1965年J.W.Cooley和J.W.Tukey提出了快速傅立叶变换算法，人们开始注意到数字信号处理技术的实用性。
近年来，数字信号处理不断开辟新的应用领域，例如，在机械制造中，基于快速傅立叶变换(FFT)算法的频谱分析仪用于振动分析和机械故障诊断。
[1]本文即介绍了在数字示波器的平台上实现信号频谱分析的方法及设计，在已知时域参数的基础上对信号进行FFT变换，最后实现对信号的频域测量。
2．FFT变换的基本原理以及取样定理快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)是一种快速有效地计算离散傅立叶变换(DFT)的方法。
离散傅立叶变换满足以下关系式：{X(k)=∑x(n)W N knN−1n=0，k=0，1，⋯，N−1 x(n)=1N∑X(k)W N−knN−1n=0，n=0，1，⋯N−1(2-1)式中，W N=e−j2π/N。
一般情况下，时间序列x(n)及其离散傅立叶变换X(k)是用复数表示的，由此可见，直接计算DFT及IDFT需要N2次复数乘法及N(N-1)次复数加法。
由于1次复数乘法要做4次实数乘法和2次实数加法，1次复数加法要做2次实数加法，所以，做一次离散傅立叶变换需要做4N2次实数乘法及N(4N-2)次实数加法。
随着序列长度N的增大，运算次数将剧烈增加。
离散傅立叶变换的应用十分广泛，有必要在计算机方法上寻求改进，使其运算次数大大减少。
20世纪60年代中期Cooley和Tukey提出了一种离散傅立叶变换的快速算法，它所需的运算量约为次N2log2N次复数乘法和Nlog2N次复数加法。
这种算法的出现，大大推动了离散傅立叶变换在各个方面的应用。
示波器的信号捕获和数据处理技巧
示波器的信号捕获和数据处理技巧示波器是一种常用的电子测试仪器，用于显示和测量电子设备中的信号波形。
在各种电子领域中，信号捕获和数据处理是示波器使用中非常重要的技巧。
本文将讨论示波器的信号捕获和数据处理技巧，以帮助读者更好地利用和理解示波器。
一、信号捕获技巧1. 合适的触发设置触发设置是示波器中最关键的参数之一，它用于确保波形的稳定显示。
在信号捕获过程中，我们根据待测信号的特点设置合适的触发模式和触发电平。
例如，对于周期性信号，可以选择边沿触发或脉宽触发；对于突发信号，可以使用单次触发模式。
通过合理设置触发参数，可以保证示波器能够稳定地捕获所需的信号波形。
2. 适当的时间基准选择时间基准是示波器中用于控制时间轴缩放的参数。
根据待测信号的频率和波形变化速度，选择适当的时间基准非常重要。
过小的时间基准会导致波形显示不全，过大的时间基准则会使波形细节无法观察到。
通过合理选择时间基准，可以确保捕获到准确的信号波形。
二、数据处理技巧1. 平均值处理在实际测试中，信号往往受到噪声和干扰的影响，导致波形不够平滑。
为了减少噪声的影响，可以使用示波器的平均值处理功能。
该功能通过对多次采集的波形进行平均，减小噪声的影响，使信号更加清晰。
在使用平均值处理功能时，需要根据具体情况选择合适的平均次数，以平衡减少噪声和时间消耗之间的关系。
2. FFT变换分析FFT（快速傅里叶变换）是一种信号处理算法，可以将时域信号转换为频域信号。
在示波器中，FFT功能可以用于对信号的频谱进行分析。
通过观察信号的频谱特征，我们可以了解信号的频率分布情况，判断信号中是否存在特定频率成分，以及评估信号的频率稳定性等。
FFT变换分析是信号处理中常用的一种技巧，对于理解和分析信号具有重要作用。
3. 波形存储与回放示波器通常具有波形存储和回放功能，可以将捕获到的波形保存在仪器内部或外部存储介质中，并在需要时进行回放。
这种功能特别适用于长时间测试或需要对比多组波形的场景。
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从理论上说，需要所有的谐波（直到无限次）才能形成一个理想的方波或者任何其他的非正弦波形。但实际上一切波形的带宽都是有限的，也就是说，高频成分的衰减非常明显。
可以用FFT图观察和分析各个振动分量。例如，信号分析可用于确定系统内滚柱轴承的超量振动。这种分析方法的好处是，在性能不佳的轴承造成更严重的机械损害和停工之前将其检测出来并替换掉。
频率响应。可以用FFT对电路的频率响应特性迅速地做出评估。方法是，在电路的输入端加入一个窄脉冲（冲激），在电路的输出端获取该；中激的响应波形。用这个响应波形的FFT图即可评估电路的频率响应特性。还可以用测量游标对频率响应做进一步的分析，例如分析其带宽滚降特性和带外响应特性等。
真实的正弦波大多数都有一些谐波失真。失真的程度常用某些谐波与正弦波的基波的相对电平来描述。例如，可以说三次谐波失真比基波小50分贝。为了识别和测量不同的谐波及其电平，可以使用TDS300系列的FFT功能和测量游标功能（见图2）。
也可以用TDS3000系列的FFT功能检查波形的对称性。例如，一个顶部和底部都对称的方波应当只含有基波和奇次谐波。如果方波不对称，则会在FFT图中出现偶次谐波。当方波的不对称性增加时，这些偶次谐波的电平也增加。
其他应用
前面的例子所涉及的主要是谐波分析。检查波形的谐波还可以得到该波形的其他信息。
在很多其他的应用中也能用频率图检查周期性和非周期性波形，仅举几例如下：
调幅（AM）。调幅信号的FFT图给出载频和调制边带的相对电平。当用单频测试音调制载波时，这是最明显的。
振动分析。在TDS 300系列示波器上可以借助传感器将机械振动作为振动波显示出来。这个总的振动信号波是由机械系统内各个零件发出的振动分量组成的。
周期性波形基础。周期性波形是按照一定的时间间隔或周期多次重复出现的波形。正弦波、方波和三角波都是常见的周期性波形。
按照傅立叶的理论，所有的周期性波形都是由一组特定的正弦波组成的。其中的基本正弦波也叫基波，其频率与该波形的频率相同。例如，1千赫兹方波的基本正弦波的频率也是1千赫兹。同样，1千赫兹三角波的基本正弦波的频率也是1千赫兹。从本质上说，基波是波形中最重要的频率成分，它决定了波形的频率或重复周期。
在所有的非正弦周期性波形中，与基本成分同时存在的还有谐波。谐波是频率为基波频率整倍数的正弦波。例如，1千赫兹方波的三次谐波是3千赫兹的正弦波，而五次谐波为5千赫兹的正弦波，依此类推直至无限。
除了具有特定的频率之外，周期性波形的基波和谐波还具有特定的振幅和相位关系。通过这些关系将基波和谐波叠加在一起，就形成了特定的波形。这一点在图3中有进一步的说明，图中显示了一个方波的前五个频率成分相加在一起。
获取任何一个周期性波形并对其施以FFT分析，即可得到该波形的频率成分。用TDS300系列的测量游标功能则可对频率成分作进一步的分析。只要把游标置于感兴趣的频率成分上，即可读出相应的频率和振幅的数值。
可以用同样的方法分析非周期性波形。但要记住，瞬态脉冲具有连续的频谱而非分立的谐波。对这样的连续频谱，通常要集中分析3分贝宽的主波瓣和旁瓣的相对振幅（见图6）。
为了能够观察波形的频率成分，泰克TDS3000系列具有模块化的FFT（傅立叶变换）能力。FFT实际上显示的是波形的频率成分。这本应用笔记将介绍TDS3000系列FFT频率图的基本知识，频率图的含义和使用方法。
波形的基本构成
要了解FFT频率图，就要首先了解波形及其基本构成。波形又区分为周期性波形和非周期性波形。为了简单起见，我们先从周期性波形开始。
静电放电、接触弧和开关瞬态都是瞬态波形的例子。这些富含频率的波形的出现常常会造成对其他系统的干扰。一个常见的例子是，远方的雷雨可以对收音机和电视机产生天电干扰。另一个例子是，当给机器（如空调机）加电或断电时，在电源线上会出现尖脉冲和其他干扰。
瞬态虽然是非周期性波形的常见例子，但不是唯一的例子。与单个的短暂的瞬态脉冲相反韭圄期性波形也可以是连续的。
在处理脉冲或瞬态波形时，要保证整个脉冲（包括脉冲前后的一些基线）都出现在屏幕上。为了使频率图有最佳效果，整个脉冲应覆盖时间轴的1/8到1/4，而且应位于画面中心。
应当小心的是，如果在靠近频率图的右边缘出现了一些高频成分，则可能产生假信号（见图7）。当超出了显示边界的高频成分折返回来作为低频成分显示在画面上的时候，就成为假信号。如果假信号的出现成了问题，那么在获取波形时应使之在时间轴上更加展开。对于周期性波形，这意味着获取较少的周期。对于瞬态波形，则意昧着将脉冲在时间轴上展开得更多一些。用户只需有一些经验就能判断如何获取信号才能到最好的FFT图。
在用FFT确定谐波时应该多加小心。因为有时显现的谐波成分实际上是高频成分的假信号。图7给出的是一个方波及其FFT图。初看起来，在高频奇次谐波之间好象存在偶次谐波。但实际上并非如此。实际情况是，高频奇次谐波在圈中发生了折返，使之貌似偶次谐波。这样解释的理由是，在频谱图的右端（奈奎斯特频率处）谐波并没有减弱到可以忽略不计。结果，那些应从屏幕右侧逸出的高频谐波又折返到屏幕的右边缘，看起来就成了低频的假信号。为了尽量消除这种现象，应当在时间显示中设定较少的周期，然后重新获取这个方波。（有关假信号和其他FFT特性的详情，请参考FFT：基本原理和概念，Robert W. Ramirez, Simon & Schuster, 1985。）
信号平均法。被捕获的波形上的噪音在频率图上也会表现为噪音。如果是周期性信号上的随机噪音，则采用信号平均法可以减少获取信号上的噪音幅度。平均数越大，时间图和频率图上噪音的减少也越大。
使用信号平均法获取周期性波形时，可在TDS 3000系列的Acquire菜单上选择Average。建议平均数不小于16。这样即可以为一般的周期性信号提供清晰的时间图和频率图。如果捕获的噪音信号比较强，就需要选择更高的平均数，更多地减少噪音。
通常，波形的主要频率成分是用频谱线来描述的。图4描绘的是一个方波的频谱图。图中的频率成分用垂直线条来表示，每个成分都位于频率轴上各自的频率坐标处。每条频谱线的长度代表了该频率成分与其他成分的相对振幅。
大多数频率分析方法的基本目的都是为了得到如图4那样的频谱图。为此可以使用各种各样的方法。频谱分析仪是用扫频滤波器检测波形中的各个频率成分。如果使用数字存储示波器，如泰克的TDS300系列，通过其内置的快速富利叶变换（FF有程序对波形进行数字分析，即可得到频谱图。
提高频谐图质量的技巧
频谱图的质量取决于很多因素。当然最关键的因素是FFT所要分析的那个波形。其他的因素包括对波形的各种人为影响，如加在波形上的直流成分或偏移，以及噪音等。获取波形的方法也会对频谱图产生影响。
下面介绍的方法可以解决提高频谱质量方面的-些主要问题：
去除直流成分。有些波形含有直流成分或偏移。在频率图中，较大的直流成分可以掩盖其他频率成分。为了使直流成分减至最小，应当通过交流捐合来获取波形。
最后要说明的是，信号平均法只能用于周期性波形。这是由于为了生成一个平均的波形必须多次获取该波形。而非周期性波形在单触发方式下只能获取一次，不能求取平均。
结论
观察波形频率成分的技能为你开辟了认识该波形的新天地。过去，要想得到频谱图就必须使用频谱分析仪或者实验室专用的具有FFT功能的高质量DSO（数字存储示波器）。但是现在不用了。
检查波形的频率成分能够揭示出在普通的示波器图形中难以察觉的重要信息。例如，在标准的波形图上（图1）可能看不出波形的失真或对称性方面的问题。但是只要看一下波形的频率成分（图2）那些问题就很明显了。
在过去，观察波形的频率成分需要有频谱分析仪，还要掌握仪器的使用技能。现在，对于深入的频率分析依然需要这样。但是，很多基本的频率分析可以用泰克公司TDS3000这样的数字荧光示波器（DPO）来做。
下面的几个条目是对于TDS3000系列FFT及其频谱图的进一步的阐述
信号获取：FFT功能适用于以单触发方式（非周期性信号）或反复触发方式（周期性信号）所获取的信号。在获取周期性信号时，应使用Signal Averaging功能以降低信号噪音。建议平均数不小于16。
汉宁窗（余弦平方窗）：对获取的信号进行FFT分析之前，要用汉宁窗将其放大。有关汉宁窗及其应用的详情，可参见TDS3000系列用户手册。为了在脉冲型波形上得到最佳结果，在获取脉冲时要使用触发定位，这样其峰值就可以位于TDS3000系列显示器的水平中心位置，如图5所示。
用TDS3000系列获得FFT图的步骤如下：
步骤1：用标准的TDS3000系列获取并显示波形
步骤3：Math菜单上选择FFT函数和所用的通道
完成上述步骤即可得到所需波形的FFT图。FFT图的标度位于屏幕底部和MATH图标的右面。水平标度（频率）为赫兹/分度，图的左边缘处为0赫兹。垂直标度（相对振幅）为dBVRMS，即相对于1VRMS的分贝值（0dB=1VRMS）。TDS300系列的测量游标系统能够方便快捷地对波形进行精密的测量，这是在FFT图中能够采用如此精密的分度的先决条件。
频率分辨率：在显示出的FFT结果中有1000个频率点。这些点在0赫兹与频谱图右侧的奈奎斯特频率（FN）之间均匀分布。奈奎斯特频率等于捕获该波形时所用的采样率的一半。即，若Fit to Screen设为off，则FN=1/2*100/（时间标度设置）
确定波形的频率成分
TDS 300系列FFT图最基本的用途就是给出周期性波形的频率成分。这项工作有时也叫谐波分析，因为周期性波形的频率成分与谐波密切相关。是确定波形失真。这在图1和图2中已有描述。图中给出了“看似正常”的正弦波及相应的频率图。
请注意图1中的正弦波看似正常。但图2的TDS3000系列FFT分析则在正弦波的频率构成中显示出一些低电平的频率成分。这些低电平成分的出现表明这个正弦波并不纯净.而是有谐波失真。如果正弦波纯净的话，它的频谱就应只有一条频率等于该正弦波频率的频谱线。