由于快速傅里叶变换(FFT) 固有的局限性，示波器进行频谱分析的能力受到限制。克服这些局限性是Spectrum View 的关键设计目标。最近发布的固件升级使 5 系列和 6 系列 MSO 示波器具备了这项新功能。

要了解频谱视图的工作原理，需要注意的是，数字示波器通常以最大采样率运行模数转换器(ADC)。ADC 采样流随后被发送到抽取器，抽取器会保留每隔 N 个采样点。在最快的扫描速度下，所有采样点都会被保留。在较慢的扫描速度下，系统假定用户正在查看的是慢速信号，因此只会保留一部分 ADC 采样点。简而言之，抽取器的作用是在提供足够采样率以查看时域中感兴趣的信号的同时，尽可能缩短记录长度。

在5 系列和 6 系列 MSO 中，每个 FlexChannel 输入通道背后都集成了一个 12 位 ADC，该 ADC 位于名为 TEK049 的定制 ASIC 芯片内。如下图 6 所示，每个 ADC 将高速数字化数据通过两条路径传输。一条路径连接到硬件抽取器，用于确定时域采样的存储速率。另一条路径连接到同样采用硬件实现的数字下变频器 (DDC)。这种方法能够独立控制时域和频域的采集，从而优化给定信号的波形和频谱视图。此外，它还能更有效地利用这些仪器中有限的长记录长度。

在泰克5系列和6系列MSO中，采用定制TEK049 ASIC实现的数字下变频器能够同时显示波形和频谱，并可进行独立控制。

为了说明这个过程，让我们考虑第1 部分中讨论的 900 MHz 测量场景，但要在采集过程中添加硬件数字下变频器。 

总采集时间仍然决定频域分辨率。我们还需要应用FFT窗口并采集19毫秒的数据。在TEK049中，ADC将数字化的时域数据发送到抽取器以生成时域波形图，同时也将数据发送到DDC。

正如您所预期的，DDC 对所需的采样率有显著影响。DDC 将目标中心频率从 900 MHz 移至 0 Hz。现在，100 kHz 的采样跨度从 -50 kHz 变为 50 kHz。为了充分采样 50 kHz 的信号，我们只需要 125 kS/s 的采样率。请注意，通过在采集过程中引入 DDC，所需的采样率就变成了跨度的函数，而不是中心频率的函数。

记录长度遵循与之前相同的关系。现在的记录长度为19 毫秒 * 125 千秒/秒 = 2375 个点。数据以同相和正交 (I&Q) 采样形式存储，时域数据和 I&Q 数据之间保持精确同步。请记住，在传统的 FFT 中，所需的记录长度为 5937.5 兆点。而下变换后的记录仅需 2375 个点。 

现在我们对包含2375 个数据点的 I&Q 记录进行 FFT 变换，以获得所需的频谱。数据点数量的显著减少带来了几个重要的优势：

·更新速率大幅提升

·频谱分析可以处理更长的时间跨度，从而实现更高的频率分辨率。

·无需以任何方式改变时域视图，即可捕获所需的频域视图。

高效的嵌入式系统分析和调试始于洞察力，也终于洞察力。如果没有对时域和频域的精确同步洞察，又如何能找出系统运行异常的原因呢？答案是：不可能。工程师们早已认识到这一点，但他们一直受限于传统示波器快速傅里叶变换（FFT）的局限性。

5系列和6系列MSO示波器上采用的新固件实现了全新的示波器架构，这为一系列重大进步指明了方向：

·提供所有熟悉的频谱分析控制功能（中心频率、跨度和RBW）

·允许独立优化时域和频域显示。

·允许在不分割信号路径的情况下，同时以波形视图和频谱视图查看信号。

·能够精确关联时域事件和频域测量结果（反之亦然）

·显著提高频域可达到的频率分辨率

·提高光谱显示的更新速率

欲了解更多信息，请观看这段使用 Spectrum View 进行混合域分析的简短演示，并将其与传统FFT 进行比较。适用于 Windows 操作系统（ 5 系列和6 系列）和非Windows 操作系统（5 系列和6 系列）的免费固件可供下载。