哪个搞硬件的不喜欢仪器呢?但是也有个问题,感觉常见的示波器也没有几个人玩明白,那我决定写一些关于这个主题的内容,插个题外话:

最近普源出了一个典藏版,参数真厉害

但是这个 UI 还是不够好看
还是鼎阳的好看

好的,咱们擦擦口水,继续看鼎阳的小示波器:

到我说咔以前,所有的功能和解读都是按照这个展开

首先想说的是,频谱分析功能,其实是有专门的频谱仪器的,但是太贵了,现在的示波器正好是提供了一部分这样的功能的。

FFT 属于 数学运算(Math)功能的一部分。

可以把任意一个模拟通道、数字通道或者参考波形作为输入源;在时域波形的基础上,生成一个频域显示,用于频谱观察;用户通过前面板 Math 按键 → 触摸屏 数学 → FFT 菜单进入。

FFT 有些可以设置的参数,我早就说过,频域的世界对我们来说是陌生的,那肯定这些设置也是不习惯的。

中心频率 (HCENter)

决定频谱横轴的“中点”;就像示波器时域的“时基偏移”,中心频率相当于频谱的“观察焦点”;如果想看某个载波的调制信号,可以把中心频率设为载波频率,这样边带信号能对称显示在中心左右,另外对低频噪声分析时,中心频率可以设为 0 Hz(直流),以观察从 DC 开始的频谱。

频率跨度 (HSCale / SPAN)

决定横轴的覆盖范围,也就是显示带宽;已知FFT 的频率分辨率由公式决定:

采样率点数

而屏幕能看到多少频率范围由 SPAN(跨度)决定。

如果 SPAN 设得很宽,可以一次看大范围的频谱,但细节不够清晰。

如果 SPAN 设得很窄,能更清晰地区分相邻频率分量,但可能看不到全貌。

幅度缩放 (SCALe)

决定纵轴的显示刻度,比如每格 10 dB/div 或 0.1 Vrms/div。

对数的好看一些

dB/div 模式 → 更适合频谱分析(信号动态范围大,方便比较基波与谐波、噪声)。

线性幅度模式 → 更直观地显示实际幅值(比如 Vrms)。

在EMI 测试 → 用 dBµV 或 dBm;音频、电源纹波 → 用 Vrms 显示更直观。

示波器中的 FFT 参数如何设置?

参考电平 (RLEVel)

设定纵轴的“零点”位置,相当于把某个幅度当作 0 dB 基准。

参考电平决定屏幕的幅度范围。例如:如果参考电平 = 0 dBm,每格 10 dB/div,满屏 8 格 → 屏幕最大显示 = 0 dBm + 80 dB。

如果信号太小,可以下调参考电平,否则看不到细节。

如果信号太大,可以上调参考电平,避免波形顶到屏幕边缘。

点数 (POINts)

决定 FFT 的运算点数。

点数越多,频率分辨率越高(能区分更接近的频率分量)。

但点数越多,刷新速度越慢,实时性下降;在噪声分析 → 需要高分辨率,选大点数。

画一张 示意图(频谱坐标轴 + 这五个参数的标注),这样能更直观地看到它们的关系

频谱坐标轴 + 这五个参数的标注

仿真一个 FFT 显示设置示意图

红色虚线 → 中心频率 (HCENter),频谱横轴的中点。

横向范围 → 跨度 (SPAN/HSCale),决定你能看到多宽的频带。

纵轴刻度 → 幅度缩放 (SCALe),决定每格代表多少 dB 或 Vrms。

绿色虚线 → 参考电平 (RLEVel),设定 0 dB 的位置。

曲线细节分辨率 → 由点数 (POINts)决定,点数越多越细腻,但刷新越慢。

点数少 vs 点数多,跨度大 vs 跨度小

这张对比图展示了 跨度 (SPAN) 和点数 (POINts) 的不同组合对频谱显示的影响:

左上:跨度大 + 点数少 → 能看到宽频带,但分辨率差,细节模糊。

右上:跨度小 + 点数少 → 只看窄频带,但细节依旧不清晰。

左下:跨度大 + 点数多 → 大范围 + 高分辨率,但刷新速度会比较慢。

右下:跨度小 + 点数多→ 窄范围 + 高分辨率,最适合精细分析信号结构。