示波器的功能及用途,示波器上FFT功能的基本原理和具有什么功能作用

大多数示波器都有一个FFT功能，也叫快速傅立叶变换，但是很多人不知道这个功能是干什么用的。百度以后会遇到各种高数公式，会迷茫，会放弃这些知识。

我们来看看解释：

FFT，即快速傅立叶变换，是离散傅立叶变换的一种快速算法，它是根据离散傅立叶变换的奇、偶、虚、实特性，对离散傅立叶变换的算法进行改进而得到的。

这一看，我头都大了。

今天我们就给大家简单了解一下什么是傅立叶变换，它的作用是什么。

本文不会涉及任何数学公式，目的只是让大家明白傅里叶变换表达的是什么。至于怎么来的，我们不管。

了解傅里叶变换的基本原理；

傅立叶变换认为任何复信号都是由多个正弦和余弦波组成的。

比如这个红色的信号可以看作是几个蓝色的正弦和余弦波在垂直矢量上的叠加。

大家都知道秤和重量吧？如果我们想测量一件物品的重量，我们可以用一个砝码来称它。这里蓝色的正弦和余弦波是权重，红色的信号是被测对象。傅立叶变换，这是杆秤。

通过傅里叶变换，我们可以捕捉到这些看不见的蓝色信号。

再比如，光也是波，自然光也是不同颜色光的叠加。通过傅里叶变换，可以将不同频率的光与自然光区分开来。

还有，假设你在一个嘈杂的环境中，各种声音一起进入你的耳朵。这种嘈杂声音的声波实际上是由环境中各种声音的声波组合而成的。通过傅立叶变换，可以将不同频率的声音与噪音区分开来。

了解频域：

我们活在这个世界上，对周围一切的感受可以说是时间轴上的感受。听音乐，画画，跳舞，看着自己的孩子一天天长高，观察股市的变化等等。都是以时间变化为基础的，世界上的一切都是随着时间不断变化的。以时间为参照系看世界，我们称之为时域分析。示波器上的信号也是如此，电压是随时间变化的。这是时间域。

那么什么是频域呢？顾名思义，频域就是以频率为参照系观察到的世界。

还记得这张图吗？

这里，每个分离的蓝色信号具有不同的频率，并且每个信号具有不同的电压值。如果我们将这些信号的频率作为X轴，将电压值作为Y轴，则结果如下：

这张图是FFT后我们看到的。这是频域。

以上所学全部组合成一张图，如下图：

示波器实际测量：

以下信号是示波器的校准方波信号。我们可以通过开启FFT功能来查看该信号的频谱。

此时，横坐标的时基就变成了“频基”，示波器横坐标上的一个网格代表10KHz。

纵坐标仍然代表电压值。

我们打开光标，通过微调把X1调到0Hz，Y1调到0V，然后移动X2和Y2就可以知道一个信号的频率和电压值。也许你会疑惑，第一条直线0Hz是什么？事实上，这是信号的DC分量，DC信号的频率是0Hz。我们把通道的耦合方式改为交流，滤除DC信号，你会发现第一条直线消失了。

FFT快速傅立叶变换的功能；

FFT是对信号进行频谱分析，广泛应用于物理学、电子学、数论、组合数学、信号处理、概率论、统计学、密码学、声学、光学、海洋学、结构动力学等领域。

我们熟悉广播电视，需要调台才能看和听不同的节目。信道就是频率的信道，不同的信道用不同的频率作为一个信道传递信息。

示波器的频域分析在电源调试中也可以加速调试过程。在计算机中，图像和文件的压缩也使用傅立叶变换的计算。我们常用的PS软件中也有很多工具应用了傅立叶变换算法。

比如从一条曲线中去掉一些特定的频率成分，也就是滤波，这是信号处理中一个非常重要的概念，只有在频域才能轻松做到。我们用的降噪耳机就是过滤掉外界嘈杂声音频率的原理。