Phân tích phổ bằng máy hiện sóng: ĐƯỢC hay KHÔNG?

Trong lĩnh vực điện tử và viễn thông, máy hiện sóng và máy phân tích phổ được coi là 2 thiết bị quan trọng hàng đầu. Chúng được ưu tiên sử dụng trong việc phân tích các lỗi của những tín hiệu. Nhưng vấn đề đặt ra là: “Liệu có thể phân tích phổ bằng máy hiện sóng được không”. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn đọc giải đáp thắc mắc này để tìm ra giải pháp phân tích phổ tốt nhất.

Phân tích phổ là gì?

Phân tích phổ là quá trình phân tích tín hiệu trong không gian tần số để xác định các thành phần tần số của tín hiệu đó. Thao tác phân tích phổ có thể được thực hiện bằng nhiều cách khác nhau. Tuy nhiên, phương pháp phổ thông nhất là phân tích Fourier rời rạc (DFT) và biến đổi ngược. Phương pháp này dựa trên việc phân tích tín hiệu thành các thành phần tần số khác nhau bằng cách sử dụng các hàm cơ sở tần số.

Kết quả của phân tích phổ thường được biểu thị dưới dạng đồ thị phổ. Trong đó, trục hoành là tần số và trục tung là độ lớn của các thành phần tần số tương ứng. Đồ thị phổ này cung cấp thông tin về các tần số có mặt trong tín hiệu, các đỉnh phổ ở những tần số cao nhất thường liên quan đến các thành phần tín hiệu quan trọng.

Ứng dụng của hoạt động phân tích phổ là gì?

Hoạt động phân tích phổ bằng máy hiện sóng hay các thiết bị khác thường được sử dụng trong các lĩnh vực như điện tử, viễn thông, âm nhạc, khoa học vật liệu… Việc này mang đến nhiều ứng dụng thực tiễn như:

• Là công cụ để đo đạc tần số và phân tích tín hiệu điện
• Xác định chất lượng âm thanh
• Phân tích cấu trúc vật liệu
• Phân tích tín hiệu trong viễn thông và nhiều ứng dụng khác.

Chức năng phân tích phổ FFT là gì? Có thể phân tích phổ bằng máy hiện sóng không? 

Phân tích phổ FFT (Fast Fourier Transform) là một phương pháp tính toán nhanh để phân tích tín hiệu trong miền tần số. Phương pháp này dựa trên việc chuyển đổi tín hiệu từ miền thời gian sang miền tần số bằng cách sử dụng biến đổi Fourier nhanh.

Chức năng của phân tích phổ FFT là phân tích tín hiệu và hiển thị các thành phần tần số của tín hiệu đó. Khi tín hiệu được đưa vào thiết bị phân tích phổ FFT, nó được chuyển đổi từ miền thời gian sang miền tần số bằng cách sử dụng biến đổi Fourier nhanh. Sau đó, các thành phần tần số của tín hiệu được tính toán và hiển thị trên màn hình.

Cấu tạo chung của thiết bị đo có phân tích FFT

Ngày nay, FFT có thể được coi là một phiên bản nâng cấp chất lượng của DFT với tốc độ phân tích dữ liệu cực nhanh. Thiết bị này có cấu tạo chung gồm các bộ phận sau:

• Đầu vào: bộ phận này được thiết kế để chấp nhận các tín hiệu điện khác nhau từ các nguồn khác nhau. Ví dụ như tín hiệu âm thanh, tín hiệu điện tử hoặc tín hiệu truyền thông.
• Bộ lọc: được sử dụng để loại bỏ nhiễu và tín hiệu không mong muốn khỏi tín hiệu đầu vào. Bộ lọc được thiết kế để sử dụng các bộ lọc thông thấp, bộ lọc thông cao hoặc bộ lọc thông qua để tách các tần số khác nhau trong tín hiệu.
• Mạch khuếch đại: được sử dụng để tăng cường độ tín hiệu trước khi đưa vào phân tích FFT.
• Bộ xử lý số: nó sử dụng phương pháp biến đổi Fourier nhanh (FFT) để phân tích tín hiệu và tính toán phổ tần số.
• Màn hình hiển thị: được sử dụng để hiển thị phổ tần số của tín hiệu. Màn hình này có thể được thiết kế để hiển thị dữ liệu phổ dưới dạng đồ thị 2D hoặc 3D.
• Bộ nhớ: được sử dụng để lưu trữ các dữ liệu phổ tần số hoặc lưu trữ các tín hiệu để phân tích lại trong tương lai.

Phân tích phổ FFT có ứng dụng đa dạng

Chúng được sử dụng trong viễn thông để phân tích tín hiệu và truyền dữ liệu. Sử dụng trong y học để chẩn đoán bệnh lý. Ứng dụng trong âm nhạc để phân tích âm thanh và điều chỉnh âm lượng. Sử dụng trong khoa học vật liệu để phân tích cấu trúc tinh thể.

Một ứng dụng phổ biến của phân tích phổ FFT là xác định các tần số và độ lớn của các thành phần tín hiệu âm thanh. Nó cũng được sử dụng để xác định các tần số trong các tín hiệu như sóng hồi chuẩn, sóng dừng, sóng sử dụng trong định vị và phân tích các tín hiệu đầu vào trong các thiết bị điện tử, điện lực và nhiều lĩnh vực khác.

Liệu có thể phân tích phổ bằng máy hiện sóng được hay không?

Để trả lời được câu hỏi nêu ra ở đầu bài “có thể phân tích phổ bằng máy hiện sóng hay không” thì chúng ta phải nắm được thông tin về thiết bị máy hiện sóng.

Máy hiện sóng là gì?

Máy hiện sóng (oscilloscope) là một thiết bị điện tử được sử dụng để hiển thị và phân tích tín hiệu điện. Máy hiện sóng thường có màn hình phẳng và chức năng hiển thị biểu đồ các tín hiệu điện theo thời gian. Nó có thể hiển thị các tín hiệu điện với tần số từ thấp đến cao và độ phân giải cao.

Máy hiện sóng hoạt động bằng cách nhận tín hiệu vào qua các đầu vào và sau đó biến đổi các tín hiệu này thành các đại lượng điện áp tương ứng. Các tín hiệu này sau đó được đưa vào một bộ xử lý số để tạo ra các điểm ảnh trên màn hình, tạo nên biểu đồ sóng theo thời gian.

Có ứng dụng phân tích phổ bằng máy hiện sóng được không? Ngày nay, máy hiện sóng có thể được sử dụng để đo đạc các thông số của tín hiệu điện. Ví dụ như: tần số, độ rộng xung, chu kỳ, điện áp và độ trễ giữa các tín hiệu khác nhau. Do vây, thiết bị được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như điện tử, viễn thông, y học, khoa học vật liệu và nhiều lĩnh vực khác. Đây là một công cụ quan trọng để đo đạc và phân tích các tín hiệu điện.

Vậy có thể phân tích phổ bằng máy hiện sóng hay không?

Câu trả lời là có thể sử dụng máy hiện sóng để phân tích phổ của tín hiệu điện. Tuy nhiên, máy hiện sóng không phải là thiết bị phân tích phổ chuyên dụng. Vì vậy phân tích phổ bằng máy hiện sóng có hạn chế so với các thiết bị phân tích phổ chuyên dụng như máy phân tích phổ FFT.

Máy hiện sóng có khả năng hiển thị tín hiệu theo thời gian và biểu diễn các thành phần tần số của tín hiệu. Khi tín hiệu được đưa vào máy hiện sóng, nó được chuyển đổi thành một tín hiệu điện và hiển thị trên màn hình. Máy hiện sóng cũng có thể thực hiện phép đo độ cao và độ rộng của xung, thời gian giữa các xung và phân tích tín hiệu tần số.

Tuy nhiên, máy hiện sóng không thể cung cấp một phân tích phổ chi tiết và chính xác như các thiết bị phân tích phổ chuyên dụng. Máy hiện sóng thường chỉ cung cấp thông tin về tần số của các thành phần tín hiệu. Nhưng không hiển thị phổ hoàn chỉnh và chi tiết của các thành phần đó. Ngoài ra, máy hiện sóng cũng không có khả năng xử lý tín hiệu với tốc độ cao như máy phân tích phổ FFT.

Vì vậy, nếu bạn cần một phân tích phổ chi tiết và chính xác của tín hiệu. Vậy thì nên sử dụng máy phân tích phổ FFT hoặc các thiết bị phân tích phổ chuyên dụng khác. Thay vì lựa chọn sử dụng máy hiện sóng.

Có thể bạn quan tâm

• Đồng hồ vạn năng kim có tốt không? Nên mua loại nào?
• Đồng hồ đo điện, Đồng hồ vạn năng nào được ưa chuộng nhất hiện nay?

Ưu điểm của công nghệ phân tích phổ FFT

Công nghệ phân tích phổ FFT (Fast Fourier Transform) có nhiều ưu điểm nên mặc dù có thể phân tích phổ bằng máy hiện sóng nhưng nhiều đơn vị vẫn sử dụng FFT hơn. Trong đó nổi bật là các ưu điểm như sau:

Tốc độ xử lý nhanh: FFT được thiết kế để tối ưu hóa việc tính toán phân tích phổ và cung cấp kết quả nhanh chóng hơn so với các phương pháp phân tích phổ khác.

Độ chính xác cao: FFT cho phép xác định các thành phần tần số của tín hiệu với độ chính xác cao. Kết quả phân tích phổ được cung cấp bằng một loạt các đường cong tần số, cho phép người dùng phân tích các thành phần tần số của tín hiệu chi tiết và chính xác.

Khả năng xử lý các tín hiệu phức tạp: FFT có khả năng xử lý các tín hiệu phức tạp, bao gồm cả các tín hiệu vô hướng và vector.

Dễ dàng sử dụng và tích hợp: FFT là một công nghệ phổ biến và được tích hợp vào nhiều phần mềm phân tích tín hiệu, các bộ vi xử lý và các thiết bị phân tích phổ chuyên dụng.

Ứng dụng rộng rãi: FFT được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm khoa học và kỹ thuật, y học, viễn thông, âm nhạc và nhiều lĩnh vực khác.

Tiết kiệm thời gian và chi phí: sử dụng FFT giúp tiết kiệm thời gian và chi phí so với việc sử dụng các phương pháp phân tích phổ truyền thống khác.

Vậy chúng ta có thể phân tích phổ bằng máy hiện sóng hay không? Câu trả lời là có. Tuy nhiên, máy hiện sóng có thể giúp quan sát tín hiệu ở miền thời gian nhưng tín hiệu thu được không chi tiết và đầy đủ. Chính vì thế, máy phân tích phổ ra đời cho bạn quan sát tín hiệu trên cả miền tần số. Nhờ vậy mà nó giúp phân tích chuyên sâu hơn, giúp phân tích các lỗi nhỏ dễ dàng phát hiện lỗi hơn. Nếu cần tư vấn chi tiết về hai thiết bị này, quý vị hãy liên hệ TKTECH để được hỗ trợ nhé!