“精彩十分鐘”系列之二：FFT 分析
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加權窗函數選擇
傅里葉變換計算是假定輸入信號的長度是無窮大的，顯然，示波器是有限的記錄長度。使用有限的長度進行傅里葉變換的結果就是產生接近于信號頻率的邊帶，這些邊帶顯示看起來像很寬的“裙子”。回到F1對話框中的FFT標簽，點擊窗函數工具欄，將會出現如圖9所示的可使用的加權窗選項；對話框有5個窗函數選項，矩形窗 Rectangular, 海明窗Hamming, Von Hann (漢寧窗),
圖9: 加權窗函數選擇
矩形窗應用沒有加權，但是，可以在有限記錄長度下顯示FFT。你可以把它理解為一個無窮輸入記錄加權于一個持續單一振幅矩形脈沖等于范圍的采集時間(矩形窗的名字由此而來)。現在，FFT頻譜顯示應該是在基頻1KHZ往兩邊擴展，裙帶寬度大概在800Hz，如圖10所示。
圖10: 使用矩形窗的FFT頻譜
其它窗口運用多種多樣的上升的正弦曲線窗去顯示FFT的結果。在圖11中，我們可以看到在水平大小為20HZ/格下，每個窗函數疊加的頻譜響應曲線。注意，使用加權功能的作用是減少邊帶大小，但是，同樣的也會加寬主頻譜線，拓寬是表示在FFT狀態下提高實際噪聲帶寬(ENBW)。
圖 11: 頻譜響應中加權窗的作用
逐步選擇每一個窗函數并注意FFT結果，當您逐步選擇并觀察FFT標簽下的ENBW時，你會發現這個值和拓寬的窗成正比。
矩形窗加權使用瞬態信號，可以產生在捕獲范圍內的任何位置。這是因為對捕獲到的長度的加權是統一的。
海明和漢寧加權是非常好的窗函數會帶來良好的旁瓣壓制和標稱拓寬。布萊克曼.哈里斯和平頂窗的廣泛響應加權在頻域上有最好的幅值平坦度。
完整的窗函數特征可以在示波器FFT界面的在線幫助下可以查看到。
返回FFT窗函數設置為漢寧窗（Vonn Hann）并且重置縮放設置 (放大標簽，選擇重置放大).
FFT頻譜平均
示波器能夠在時域上平均FFT波形。頻譜平均是與FFT進程同步形成一個總體的平均，在FFT中的每個頻率點是平均值與隨后的快速傅里葉變換的點對應的。
對于一個8bit的示波器而言，平均可以改進頻譜的信噪比并且增加FFT平均的動態范圍到72dB，平均處理的這種方法與頻譜平均的數量是成正比的。
進入F1函數對話框，按下“dual”按鈕將會在F1通道啟動第二個函數運行符號。點擊Operator 2工具欄，從彈出的菜單中選擇平均，在右手邊會出現平均的標簽，打開平均標簽，按下標記為持續的按鈕并且設置平均的數量為10。示波器屏幕顯示如圖12，請注意基線的厚度。
圖12: 設置頻譜平均
增加平均的數量從10到100。平均將會重新開始，在100次平均之后，注意看基線的厚度已經減小了。
增加平均的數量到1000, 將會減少基帶的噪聲。平均可以改進FFT的信噪比。
平均分為總數平均和持續平均。總數平均是對預設置頻譜平均的數量完成后就會停止。持續模式將通過保持一個移動的窗口持續平均，新的頻譜比舊的數據有更多的權重。兩者中任何一種模式以同樣的方式工作,平均的數量越大越信號噪聲改善越好。
如果選中這個復選框不包括任何頻譜，原因是示波器輸入過載，此時，是無效的，請注意跳過平均標簽下的輸入對話框設置。
其它
點擊FFT標簽，注意，這里有Trunc(ate)和Zero Fill兩個按鈕。它們僅僅用在FFT信號輸入比期望中要短的情況下。這種情況出現在數據源有過濾（像通道噪聲過濾或者使用數字濾波（DFP2）選件）。數字濾波將會移除信號中的樣品 (濾掉的點是無法得到的)。FFT需要一個固定的樣品數，所以，這兩個按鈕會告訴FFT，如果記錄的樣品數不夠應該怎么做。
如果Truncated被按下，就會在下一個減少的標準記錄長度下進行短FFT變換。
如果選擇Zero Fill按鈕，FFT將會進行權重充滿來增加丟失的點(第一個和最后一個點的輸入幅值將決定增加的點得幅值范圍，從而產生一個持續的轉換)。
如果需要計算FFT中的直流點，請在抑制直流復選框中選擇確定。初始化是不會計算直流點的，使用者可以選擇添加直流點。
在示波器的在線幫助里面可以找到完整詳細的關于快速傅里葉變換的信息。
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