频谱分析是信号分析的一种常用手段，通过频域分析可以发现很多在时域看来不清晰或者不明确的信号问题。示波器是最传统时域分析工具，但是借助于FFT等数学函数功能，示波器也可以实现信号的频谱分析功能，从而提供更强大的时域和频域分析功能。
比如下图所示这个100MHz的时钟信号，从时域来看，信号有明显的过冲以及占空比失真，从测量参数看，上升沿和下降沿也不太对称。
为了从频谱上分析这个信号失真可能造成的频域的影响，我们可以借助于示波器的FFT函数功能对信号进行频谱分析。如下图所示，在FFT的函数设置里，可以设置中心频点（CenterFrequency）、频谱宽度（Span）、参考电平（Reference Level）、垂直刻度（Scale）、FFT分析的加窗类型（Window）等，也可以打开峰值标记（PeakAnnotation）功能对超过某个功率电平的峰值点进行标记。需要注意的一点是关于分辨率带宽（RBW）的设置，由于频域的分辨率带宽是和时域的采集时间成反比关系，所以在有些场合如果需要减小分辨率带宽以看到频谱的细节时，需要在时域上调整时基刻度以显示更长时间的波形用来做FFT变换。
打开函数功能后，可以得到如下图的显示结果，其中上部分是信号的原始时域波形，下部分是经过FFT变化后的信号频谱，可以看到信号在2次、3次、4次等谐波处都有较大的能量成分。
更进一步地，如下图所示，我们还可以用第2个数学函数f2对信号的原始波形进行滤波，然后再用第3个数学函数f3对滤波器后的波形进行FFT变换，以得到经过滤波处理后的信号频谱。
下图是经过上述数学处理后的各个信号的波形，除了原始信号波形来源于真实的被测通道以外。我们用到了3个示波器里的数学函数，并进行了数学函数的迭代（比如第3个数学函数是对低通滤波后的波形再做FFT变换）。通过这种数学函数的组合和迭代，可以实现更复杂的波形计算和处理工作。
来源：微信公众号 数字科技
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