摘要：頻譜儀一般是一種非時(shí)域工具，主要描述信號(hào)在頻域上的變化（用于信號(hào)失真度、調(diào)制度、譜純度、頻率穩(wěn)定度和交調(diào)失真等信號(hào)參數(shù)的測(cè)量），在時(shí)域上使用得并不廣泛。不過(guò)，RIGOLDSA1000系列頻譜儀提供的上位機(jī)應(yīng)用工具UltraSpectrum可以支持這方面的應(yīng)用。
　　
　　頻譜儀時(shí)域應(yīng)用與分析是建立在頻譜數(shù)據(jù)在時(shí)間域上存儲(chǔ)（頻譜數(shù)據(jù)+時(shí)間信息）形成的數(shù)據(jù)集基礎(chǔ)之上的，通過(guò)對(duì)該數(shù)據(jù)集的分析可以得出相關(guān)測(cè)量結(jié)論。下面將結(jié)合這一工具來(lái)解決分析被測(cè)件異常信號(hào)（隱含信號(hào)）的問(wèn)題。
　　
　　頻譜儀時(shí)域應(yīng)用與分析：捕獲隱含信號(hào)
　　
　　有應(yīng)用價(jià)值的信號(hào)（例如通訊領(lǐng)域使用的信號(hào)）一般都是周期性信號(hào)，信號(hào)發(fā)生的過(guò)程攜帶著時(shí)間信息。RIGOLDSA1000系列頻譜儀提供上位機(jī)應(yīng)用工具UltraSpectrum，該工具就是以記錄頻譜數(shù)據(jù)以及該頻域數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時(shí)間數(shù)據(jù)（以瀑布圖形式表現(xiàn)）為分析對(duì)象而展開(kāi)分析應(yīng)用。　　　　
　　通過(guò)圖1（或圖2）可以清楚地看到頻譜數(shù)據(jù)在不同時(shí)間的變化特點(diǎn)。除了圖像上看到的“視覺(jué)”變化外還可以通過(guò)配合縱軸上的數(shù)據(jù)得出“變化”趨勢(shì)的可計(jì)量值（擬合出的信號(hào)隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)，曲線(xiàn)上讀值）。下面開(kāi)始借助這一工具分析異常信號(hào)（隱含信號(hào)）。　　　　
　　圖1（或圖2）中的瀑布圖橫坐標(biāo)為頻率，縱坐標(biāo)為采集時(shí)間（這里未顯示），顏色域表示頻譜強(qiáng)度。中間的橫向紅線(xiàn)為標(biāo)記線(xiàn)（用來(lái)標(biāo)記查看特定時(shí)刻的某一條頻譜軌跡）?？梢钥吹剑搱D顯示的是當(dāng)前從儀器（DSA1020）獲取的一段時(shí)間內(nèi)頻譜數(shù)據(jù)的累加數(shù)據(jù)，紅色區(qū)域（非橫向標(biāo)記線(xiàn)）為主信號(hào)區(qū)域（由于該信號(hào)帶寬很小，因此在瀑布圖中表現(xiàn)為縱向“紅線(xiàn)”），其左右為兩個(gè)有效信號(hào)。這三個(gè)信號(hào)形成的“田壟”較平坦說(shuō)明該部分信號(hào)穩(wěn)定。而在主信號(hào)左側(cè)隱約出現(xiàn)三個(gè)信號(hào)形成的“田壟”（矩形框標(biāo)記位置），這些信號(hào)就是可疑信號(hào)（從右向左依次命名為D1-Distrustful1、D2-Distrustful2、D3-Distrustful3）。圖3是通過(guò)示波器采集到的時(shí)域信號(hào)（與頻譜儀測(cè)量的為同一信號(hào)），顯示的是一個(gè)較穩(wěn)定正弦波。通過(guò)觀察圖3很難發(fā)現(xiàn)該信號(hào)出現(xiàn)的問(wèn)題。
　　
　　將標(biāo)記線(xiàn)移到異常出現(xiàn)位置（選擇該異常數(shù)據(jù)），該譜線(xiàn)如圖1所示，可以發(fā)現(xiàn)在圖1中主信號(hào)的左側(cè)出現(xiàn)一信號(hào)D1。
　　
　　觀察圖1可以發(fā)現(xiàn)該信號(hào)“時(shí)隱時(shí)現(xiàn)”有一定規(guī)律性（該規(guī)律性可通過(guò)記錄的時(shí)間推算出）。通過(guò)讀值發(fā)現(xiàn)D1信號(hào)出現(xiàn)規(guī)律為（設(shè)定存儲(chǔ)的*個(gè)數(shù)據(jù)編號(hào)為0）：
　　
　　依照上表可以大致地推算出該信號(hào)的出現(xiàn)周期約為38.8s（25.5+13.3），該被測(cè)件存在一個(gè)周期性疊加信號(hào)，信號(hào)周期約為38.8s（0.0257Hz）。
　　
　　觀察圖2可以發(fā)現(xiàn)，D2、D3信號(hào)很難在一般的二維頻譜顯示中發(fā)現(xiàn)其特征（圖2下二維坐標(biāo)系中，在該坐標(biāo)系中D2、D3可能被認(rèn)為是底噪部分），但在瀑布圖中因?yàn)檩^穩(wěn)定會(huì)出現(xiàn)“田壟”所以較明顯，進(jìn)而可以發(fā)現(xiàn)該信號(hào)一些“隱性”特征。
　　
　　圖1和圖2簡(jiǎn)單介紹了通過(guò)對(duì)圖形的初步分析研究信號(hào)特征的方法（觀察到一個(gè)周期信號(hào)D1，以及兩個(gè)不易察覺(jué)的信號(hào)D2、D3）。下面就可以依據(jù)這里得到的參數(shù)，例如D1的出現(xiàn)周期，D2、D3的頻率值作為線(xiàn)索來(lái)分析被測(cè)件的問(wèn)題。
　　
　　D1、D2、D3在示波器這種時(shí)域工具上是不可能被發(fā)現(xiàn)的，更不要說(shuō)去分析了。通過(guò)前面的介紹可以發(fā)現(xiàn)，由于引入了頻域數(shù)據(jù)基于時(shí)域存儲(chǔ)的概念可以使我們得到更多的數(shù)據(jù)信息。　　　　
　　UltraSpectrum通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)DSA1000系列頻譜儀產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理完成了頻譜儀的時(shí)域應(yīng)用與分析，無(wú)需對(duì)原有頻譜儀器做任何修改，僅通過(guò)獲取其產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)稍加變化就增強(qiáng)了原有頻譜儀的功能，本文僅簡(jiǎn)單介紹了發(fā)現(xiàn)捕獲可疑信號(hào)分析可以信號(hào)的例子，如果配合其它儀器數(shù)據(jù)使用還可以廣泛拓展該應(yīng)用（例如，根據(jù)時(shí)域信息進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)即可以時(shí)間信息為“橋梁”建立起頻域與溫度之間的關(guān)系）。RIGOLDSA1000系列是一款低端頻譜儀，它具有低廉的價(jià)格和豐富的本機(jī)功能，UltraSpectrum作為其上位機(jī)對(duì)其進(jìn)行了更多功能性的擴(kuò)展，使這一套頻譜測(cè)量工具的功能更加*易用。　　　　
　　需要說(shuō)明的是，DSA1000系列頻譜分析儀具有完備的開(kāi)放式命令集系統(tǒng)以及豐富的儀器控制接口（LANUSB-TMC），UltraSpectrum就是基于此開(kāi)發(fā)的。用戶(hù)的各種應(yīng)用是UltraSpectrum不可能窮舉的，但是以前文提到的DSA1000的本機(jī)性能為基礎(chǔ)，用戶(hù)可以依據(jù)自身情況選擇一種編程工具（LabVIEW、MATLAB、C#、Java等），并根據(jù)自己的需求來(lái)開(kāi)發(fā)自己的工具。