“精彩十分钟”系列之二：FFT 分析
加权窗函数选择
傅里叶变换计算是假定输入信号的长度是无穷大的，显然，示波器是有限的记录长度。使用有限的长度进行傅里叶变换的结果就是产生接近于信号频率的边带，这些边带显示看起来像很宽的“裙子”。回到F1对话框中的FFT标签，点击窗函数工具栏，将会出现如图9所示的可使用的加权窗选项；对话框有5个窗函数选项，矩形窗 Rectangular, 海明窗Hamming, Von Hann (汉宁窗),
图9: 加权窗函数选择
矩形窗应用没有加权，但是，可以在有限记录长度下显示FFT。你可以把它理解为一个无穷输入记录加权于一个持续单一振幅矩形脉冲等于范围的采集时间(矩形窗的名字由此而来)。现在，FFT频谱显示应该是在基频1KHZ往两边扩展，裙带宽度大概在800Hz，如图10所示。
图10: 使用矩形窗的FFT频谱
其它窗口运用多种多样的上升的正弦曲线窗去显示FFT的结果。在图11中，我们可以看到在水平大小为20HZ/格下，每个窗函数叠加的频谱响应曲线。注意，使用加权功能的作用是减少边带大小，但是，同样的也会加宽主频谱线，拓宽是表示在FFT状态下提高实际噪声带宽(ENBW)。
图 11: 频谱响应中加权窗的作用
逐步选择每一个窗函数并注意FFT结果，当您逐步选择并观察FFT标签下的ENBW时，你会发现这个值和拓宽的窗成正比。
矩形窗加权使用瞬态信号，可以产生在捕获范围内的任何位置。这是因为对捕获到的长度的加权是统一的。
海明和汉宁加权是非常好的窗函数会带来良好的旁瓣压制和标称拓宽。布莱克曼.哈里斯和平顶窗的广泛响应加权在频域上有最好的幅值平坦度。
完整的窗函数特征可以在示波器FFT界面的在线帮助下可以查看到。
返回FFT窗函数设置为汉宁窗（Vonn Hann）并且重置缩放设置 (放大标签，选择重置放大).
FFT频谱平均
示波器能够在时域上平均FFT波形。频谱平均是与FFT进程同步形成一个总体的平均，在FFT中的每个频率点是平均值与随后的快速傅里叶变换的点对应的。
对于一个8bit的示波器而言，平均可以改进频谱的信噪比并且增加FFT平均的动态范围到72dB，平均处理的这种方法与频谱平均的数量是成正比的。
进入F1函数对话框，按下“dual”按钮将会在F1通道启动第二个函数运行符号。点击Operator 2工具栏，从弹出的菜单中选择平均，在右手边会出现平均的标签，打开平均标签，按下标记为持续的按钮并且设置平均的数量为10。示波器屏幕显示如图12，请注意基线的厚度。
图12: 设置频谱平均
增加平均的数量从10到100。平均将会重新开始，在100次平均之后，注意看基线的厚度已经减小了。
增加平均的数量到1000, 将会减少基带的噪声。平均可以改进FFT的信噪比。
平均分为总数平均和持续平均。总数平均是对预设置频谱平均的数量完成后就会停止。持续模式将通过保持一个移动的窗口持续平均，新的频谱比旧的数据有更多的权重。两者中任何一种模式以同样的方式工作,平均的数量越大越信号噪声改善越好。
如果选中这个复选框不包括任何频谱，原因是示波器输入过载，此时，是无效的，请注意跳过平均标签下的输入对话框设置。
其它
点击FFT标签，注意，这里有Trunc(ate)和Zero Fill两个按钮。它们仅仅用在FFT信号输入比期望中要短的情况下。这种情况出现在数据源有过滤（像通道噪声过滤或者使用数字滤波（DFP2）选件）。数字滤波将会移除信号中的样品 (滤掉的点是无法得到的)。FFT需要一个固定的样品数，所以，这两个按钮会告诉FFT，如果记录的样品数不够应该怎么做。
如果Truncated被按下，就会在下一个减少的标准记录长度下进行短FFT变换。
如果选择Zero Fill按钮，FFT将会进行权重充满来增加丢失的点(第一个和最后一个点的输入幅值将决定增加的点得幅值范围，从而产生一个持续的转换)。
如果需要计算FFT中的直流点，请在抑制直流复选框中选择确定。初始化是不会计算直流点的，使用者可以选择添加直流点。
在示波器的在线帮助里面可以找到完整详细的关于快速傅里叶变换的信息。
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