1、4051實時頻譜分析功能簡介

4051信號/頻譜分析儀中的實時頻譜分析功能，通過硬件實時FFT模塊不間斷的對采集調理后的數據做頻譜分析，對于持續時間不小于4.23us且位于實時帶寬200MHz內的任何于瞬態、短時、偶發信號，均能100%的測量和顯示。此外，實時頻譜分析功能中提供了熒光頻譜圖、無縫瀑布圖、頻譜圖、頻率vs時間圖和幅度vs時間圖共計5種圖譜的顯示，保證了對實時信號進行多維度的觀察，如圖1所示。

圖1 實時頻譜分析功能界面顯示

其中，熒光頻譜圖是基于頻譜統計的二維圖譜。在熒光頻譜圖中，橫軸代表頻率，縱軸代表幅度，像素點的色彩代表該頻率點的幅度統計次數，如圖2所示。通過熒光頻譜圖和無縫瀑布圖對實現信號實現無丟失顯示，實時頻譜分析功能可以發現瞬態信號并顯示信號的實時變化。

圖2  熒光頻譜原理示意圖

2、熒光頻譜圖的應用

熒光頻譜將一段時間內所統計的各個頻率及相應幅度出現的次數轉化為顏色，通過顏色揭示信號的概率。一般而言，熒光頻譜圖默認設置能夠滿足絕大數的信號顯示要求。如圖3所示，使用默認設置顯示空間中的通信信號的頻譜。

圖3  數字熒光圖譜測得的空間無線通信信號

在使用熒光頻譜時，有時相鄰的信號或同頻信號的轉換色彩相近，導致信號難以區分。這時需要用戶手動設置來達到最佳的顯示效果。這主要通過【顏色映射】菜單來實現：

【映射最大值】：設置發生次數最高的顏色的密度數值，當定義密度最大的顏色是深紅色，超過映射最大值的密度值映射為紅色。

【映射最小值】：設置發生次數最低的顏色的密度數值。當定義密度最小的顏色是深藍色，低于映射最小值的密度值用藍色表示。

【映射曲線因子】：設置顏色與密度數字的映射關系。當設置值為1時，顏色會線性均勻分布于映射區間內；當設置為大于1時，顏色分辨率主要集中在較低的密度上；當設置值小于1時，顏色分辨率則主要分布在密度較高的值。

【自動調整映射范圍】：根據當前熒光頻譜中的概率分布自動調整映射最大值和映射最小值，從而使熒光頻譜圖的顏色映射將所有概率值包含在內。

本例進行如下設置來顯示圖3中所測試的通信信號：

顯示效果如圖4所示。

圖4  空間無線通信信號

為滿足不用應用領域的顯示，顏色映射具有【暖色】、【冷色】、【灰度】和【雷達】四種映射方式，不同映射方式下的顯示效果如圖5所示。

圖5  不同映射方式下的熒光頻譜圖

為觀察動態信號，可通過菜單【測量設置】的【持續時間】菜單進行顯示效果的設置。

【持續時間】：控制圖像點色彩消隱時間。

如圖6所示，通過增加持續時間可以增長信號消隱的時間，以便觀察到瞬態偶發信號。當把【持續時間】切換到【無限】狀態時，可以保持在測量開始直到終止本次測量時間段內曾經出現的信號永不消失，一直無限的看到單次事件。

圖6  持續時間的調整對信號測量的影響