Instructions
V následující části se dozvíte o tom, jakým způsobem používat matematickou funkci Math FFT
(Fast Fourier Transform). Tuto funkci je možné použít pro konverzi signálu časové domény (YT)
do frekvence složek (spektra) a získat tak následující druhy signálů:
• Analýza harmonických složek v napájecích kabelech.
• Měření harmonických složek a zkreslení v sítích.
• Charakteristika rušení v napájecích DC zdrojích.
• Test odezvy impulzu nebo filtrů a systémů.
• Analýza vibrací.
Pro použití režimu Math FFT spusťte následující úlohy:
• Zvolte zdroj (time-domain) průběhu signálu.
• Zobrazte FFT spektrum.
• Zvolte typ FFT okna.
• Nastavte sample rate pro zobrazení základní frekvence a harmonických složek, aniž by docházelo
k efektu aliasing.
• Použijte ovládací prvky pro zvětšení spektra (zoom).
• Pro měření spektra použijte metodu s kurzory.
Nastavení časového (Time-domain) průběhu
Pokud je to nezbytné nastavte časovou doménu (YT) předtím, než začnete používat režim FFT.
1. Pro zobrazení YT křivky stiskněte tlačítka AUTOSET.
2. Otáčejte ovladačem VERTICAL POSITION a přesouvejte křivku YT vertikálně směrem do středu
(zero division) a ujistěte se o zobrazení FFT a skutečné hodnotě DC.
3. Otáčejte ovladačem HORIZONTAL POSITION a vyberte jím část YT křivky pro analýzu do středu
8. dílků na obrazovce. Osciloskop používá 2048 bodů časové domény pro výpočet FFT spektra.
4. Otáčejte ovladačem VOLTS/DIV a zajistěte zobrazení celého průběhu signálu na displeji.
Pokud nedojde k zobrazení celé křivky, osciloskop může zobrazit nesprávné FFT hodnoty
přidáním vysoko-frekvenčních (HF) složek.
5. Pomocí ovladače SEC/DIV zajistěte požadované rozlišení v FFT spektra.
6. Pokud to bude možné nastavte osciloskop pro zobrazení několikanásobného cyklu signálu.
V případě, že budete otáčet ovladačem SEC/DIV pro rychlejší nastavení (několika cyklů), FFT
spektrum zobrazí větší frekvenční rozsah a zredukuje možnost tvorby FFT aliasing.
Pro zobrazení FFT postupujte podle následujících pokynů.
1. Stiskněte tlačítko MATH MENU.
2. Nastavte volbu „Operation“ na „FFT“.
3. Vyberte zdrojový kanál „Math FFT Source“.
V některých situacích může osciloskop také generovat výhodné FFT spektrum, přestože průběh YT
nebyl spuštěn. K tomu dochází zejména v případě, že je signál periodický nebo náhodný (jako noise).
Poznámka: Spustit byste měli a konfigurovat pozici transientních nebo „burst“ průběhů co nejblíže
do středu obrazovky.
Nyquistova frekvence
Nejvyšší frekvenci, kterou mohou digitální osciloskopy měřit v reálném čase zcela bezchybně je 1/2
vzorkovací frekvence (sample rate). Jedná se o tzv. Nyquistovu frekvenci. Všechny další informace
mimo Nyquistovu frekvenci jsou druhořadé a mohou způsobovat efekt aliasing. Matematické funkce
mohou převést střed 2048 bodů časové domény průběhu do FFT spektra. Výsledné FFT spektrum
zahrnuje 1024 bodů z DC (0 Hz) do Nyquistovy frekvence. Obrazovka zpravidla komprimuje FFT
spektrum horizontálně do 250 bodů, ale vy přitom můžete použít funkce FFT Zoom pro rozšíření FFT
spektra a můžete tak sledovat frekvenční složky každého ze 1024. bodů v FFT spektru.
Poznámka: Vertikální odezva osciloskopu je o něco málo větší, než je šířka pásma (60 MHz
nebo 20 MHz v případě, že je volba „Bandwidth Limit“ nastavena na omezení šířky pásma „Limited“).
FFT spektrum tak může zobrazit validní informace nad šířkou pásma digitálního osciloskopu.
Přesto informace o amplitudě blízko nebo nad šířkou pásma nebudou zcela přesné.
Zobrazení FFT spektra v okně
Pro vstup do menu matematických funkcí stiskněte tlačítko MATH MENU. Vyberte zdrojový kanál
„Source channel“, algoritmus a FFT Zoom faktor. V jednom okamžiku je možné zobrazit pouze jedno
FFT spektrum.
FFT
Nastavení
Popis
Source
CH1, CH2
Vyberte kanál, který má být FFT
zdrojem.
Window
Hanning, Flattop, Rectangular
Zvolte typ FFT okna.
FFT
Zoom
X1, X2, X5, X10 Změňte horizontální zvětšení zobrazení FFT.
1 – Frekvence ve středu mřížky.
2 – Vertikální měřítko (v dB) na dílek (0 dB = 1 Vrms).
3 – Horizontální měřítko ve frekvenci na dílek.
4 – Sample rate v počtu vzorků za sekundu.
5 – Typ FFT okna.
Výběr FFT okna (FFT Window)
Použití vhodného okna může eliminovat spektrální
přetečení FFT spektra. Algoritmus FFT přepokládá,
že se průběh YT neustále opakuje. Pokud je počet
cyklů integrální (1, 2, 3…) YT průběh se spouští
a končí se stejnou amplitudou a tvar signálu je pak
zcela souvislý. Naopak pokud je počet cyklů
neintegrální, YT průběh se spouští a končí s různou
amplitudou a transientním přechodem mezi
začátkem a koncem a způsobí nespojitosti v signálu,
jež způsobují vysoko-frekvenční přechody (HF
Transients).
Bez použití funkce FFT okna.