大家好,我是小小的電子之路,這是我的第61篇原創(chuàng)文章,很高興與大家一起分享~
原文出自微信公眾號【小小的電子之路】
時域分析是電子工程師最常用的分析方法之一,通過觀察信號的時域波形,工程師可以直觀地了解電壓或電流隨時間的變化,快速判斷電路是否正常工作。然而,時域波形雖然能說明“發(fā)生了什么”,卻未必能揭示“為什么發(fā)生”,當電路出現噪聲、干擾或其它異常現象時,僅靠時域分析往往難以定位問題的根源。這時,頻域分析就成為了不可或缺的分析方法。頻域分析將信號從時間維度轉換到頻率維度,可以幫助工程師更深入地理解信號的組成和潛在的干擾源。下面就通過實際的案例來體會一下頻域分析的重要性。
最近,我們在測試一款電路,通過微弱信號源提供輸入信號后,上位機顯示的時域波形出現了明顯的干擾,因此,我們進一步測試了電路的短路噪聲,如下圖所示,輸出信號中存在明顯的干擾,甚至已經超出了采集設備的采集范圍。
但是,從時域上很難判斷出干擾信號的組成,于是,我們將上位機切換為了頻域顯示,如下圖所示,干擾信號的頻率主要分布在50Hz的諧波上,而整個測試電路和工頻相關的就只有為電路供電的直流電源,因此,干擾信號的來源顯而易見,就是耦合自交流供電的直流電源(之所以頻域結果沒有50Hz頻率成分,是因為系統開啟了50Hz陷波)。
既然知道了干擾來自于電源,于是我們就換了一臺隔離電源,再次測試了電路的短路噪聲,結果如下圖,干擾明顯減小。
通過這一案例,我們應該明白,時域和頻域,是信號分析的兩個“視角”,時域分析直觀、直接,適合快速判斷信號的整體行為,而頻域分析則深入、細致,能夠揭示信號的內在結構和潛在的干擾源,只有結合兩者,才能全面解決問題。