泰克新一代示波器MSO64为实例来讲解时频域信号分析技术。MSO64采用全新TEK049平台，不仅实现了4通道同时打开时25GS/s的高采样率，而且实现了12-bit高垂直分辨率。同时，由于采用了新型低噪声前端放大ASIC—TEK061，大大降低了噪声水平，在1mv/div时，实测的本底噪声RSM值只有58uV，远远低于市场同类示波器。这些特性都是MSO64频谱模式——Spectrum View获得高动态、低噪底的强有力保证。
图1.MSO64采用全新TEK049平台和超低噪声前端TEK061时频域同步分析混合信号调试过程中，往往需要同时观测时域波形和信号频谱，对于这样的测试需求，示波器是非常理想的选择。虽然测试动态不如频谱仪，但示波器有着自己的优势：可以同时完成波形及频谱分析，而且二者具有时间相关性；支持多个通道的时频域同步分析，实现对电路的多点监测；可以分析周期信号的频谱，也可以分析非周期信号的频谱；可以分析极低频率(低至DC)信号的频谱，这是频谱仪所不能及的；支持丰富的信号探测方式，可以通过标准同轴接口连接，也可以通过配套的电压、电流探头灵活探测。作为一种全新的基于示波器的频谱分析方法，Spectrum View实现了信号的时域和频域并行处理。对于要求高频率分辨率的应用场合，传统的FFT方式需要增大水平时基才可以实现，这不仅降低了测量速度，而且也无法观测时域波形的细节。Spectrum View支持时频域的独立设置，即使在很小的水平时基设置下，依然可以获得很高的频率分辨率，不仅可以观测波形细节，同时具有较高的频谱刷新率。图2.谐波、杂散测试：Spectrum View vs Conventional FFT
图2测试了一个100MHz的CW信号，捕获了4个周期的时域波形。图中分别使用Spectrum View和传统的FFT(Math功能)测试该信号的频谱，通过对比可以看出，由于时域捕获时间较短，导致传统FFT频谱的分辨率非常低。相反，Spectrum View的频谱测试结果非常好，不仅具有高分辨率，而且底噪也非常低，可以清晰地观测信号本身及其谐波和杂散。与此同时，由于水平时基设置得较小，还可以观测到时域波形的细节信息。
图3.RF Chirp Pulse时域参数及频谱测试
鉴于Spectrum View的这些优势，结合示波器其它功能，还可以对射频脉冲信号进行诊断测试，包括时域包络参数及信号频谱等。图3测试了一路200MHz载波的线性调频脉冲信号，脉冲周期5us，脉宽1us，带宽50 MHz，同时给出了时域波形、包络及频谱测试结果。测试过程中，还可以灵活调整Span和RBW以便观测包络谱或者线状谱，从而对信号进行更加细致的分析。多通道频谱分析示波器具有多个模拟通道，每个通道均可以激活Spectrum View功能，因此支持多通道频谱测试。在复杂调试过程中，可以实现对多点的波形和频谱监测。类似于MSO64的多通道时域波形显示方式，所激活的频谱既可以“堆栈(Stacked)”显示，也可以“重叠(Overlay)”显示。图4同时观测了两个通道的时域波形及频谱，并且采用了重叠显示，以便于频谱之间的对比。Spectrum View支持移动Spectrum Time的位置，如图4标记处所示，以观测不同时刻的频谱。每个通道Spectrum Time的位置默认是联动的，这保证了各个通道测试频谱的相关性。当取消联动设置后，也可以独立设置每个通道的Spectrum Time位置。所有通道的频谱共用相同的Span、RBW、FFT Window，这一点与时域要求多通道间共用采样率、水平时基及触发类似。尽管如此，各个通道的中心频率可以独立设置，默认是联动的，也可以根据需要设置为不同值。
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