旋轉(zhuǎn)光譜可以準(zhǔn)確識別氣體混合物中的組成分子，并能夠研究測試室內(nèi)的即時(shí)化學(xué)反應(yīng)。該應(yīng)用的挑戰(zhàn)之一是由于譜線的幅度范圍非常寬，因此采集系統(tǒng)需要非常高的動態(tài)范圍。研究人員利用平均來擴(kuò)展示波器的動態(tài)范圍，這對示波器提出了在盡可能短的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行數(shù)十萬到數(shù)百萬次采集的性能要求。
新技術(shù)不斷被創(chuàng)造以擴(kuò)展微波光譜的應(yīng)用。如今，研究人員正專注于實(shí)時(shí)分析化學(xué)反應(yīng)。泰克正在實(shí)時(shí)跟蹤這項(xiàng)工作的新特性和功能，以支持這些不斷變化的需求。
旋轉(zhuǎn)光譜涉及通過氣體樣品發(fā)射微波或毫米波啁啾，使用寬帶信號采集系統(tǒng)采集接收到的信號，將時(shí)域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域，最后將獲取的數(shù)據(jù)與特定分子的理論光譜成分進(jìn)行模式匹配，以識別氣體樣品的實(shí)際含量。Tek 提供的實(shí)時(shí)示波器可以直接采集高達(dá) 70GHz 的信號。這些儀器可以消除上/下轉(zhuǎn)換器，從而減少信號路徑中的一個(gè)潛在誤差元素和噪聲源。
旋轉(zhuǎn)光譜需要大量信號平均以擴(kuò)展所采集信號的動態(tài)范圍。通常，這種平均會導(dǎo)致采集時(shí)間較長，但所有泰克高性能/超高性能實(shí)時(shí)示波器上提供的專有技術(shù)使用采集板內(nèi)置的硬件平均來加速數(shù)據(jù)采集。
通過“僅摘要幀”模式作為 Tek 示波器的標(biāo)準(zhǔn)功能，采集硬件對所有幀執(zhí)行逐點(diǎn)平均，并提供具有擴(kuò)展動態(tài)范圍和改進(jìn)信噪比的摘要幀。如果僅需要摘要幀數(shù)據(jù)，則可以通過減少需要從示波器采集板傳輸?shù)绞静ㄆ鲀?nèi)部 PC 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量來節(jié)省大量時(shí)間。例如，您無需傳輸 1,000 個(gè) Fame，而只需傳輸摘要幀，從而實(shí)現(xiàn) 1000:1 的數(shù)據(jù)縮減。
采集系統(tǒng)中的硬件平均提供了非常快速的計(jì)算，而“僅摘要幀”模式可顯著減少采集系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)，從而需要更少的時(shí)間將波形數(shù)據(jù)從采集板傳輸?shù)绞静ㄆ鲀?nèi)的 PC 主板。這兩個(gè)功能結(jié)合在一起，極大地提高了分析吞吐量。
與靜態(tài)樣本分析相比，研究人員分析化學(xué)反應(yīng)的即時(shí)實(shí)驗(yàn)的演變對收集的數(shù)據(jù)量提出了更高的要求。泰克開發(fā)了“正交快速幀平均”模式來滿足這一新要求。示波器創(chuàng)建一組平均幀，該平均幀取自多個(gè)幀集的采集，從而大大縮短了采集時(shí)間。平均完成后，剩下的就是平均幀集。同樣，如果采集并平均了 1000 個(gè)幀集，則生成的平均幀集表示傳輸?shù)绞静ㄆ?PC 板時(shí)數(shù)據(jù)減少了 1000:1。
正交快速幀平均允許用戶對多組幀進(jìn)行高效的硬波平均，形成單個(gè)平均幀組。例如，每個(gè)第一幀與所有其他獲取的“第一幀”一起逐點(diǎn)平均以產(chǎn)生“平均第一幀”。對所有其他幀重復(fù)此過程，產(chǎn)生代表每個(gè)順序狀態(tài)的高分辨率數(shù)據(jù)，每幀之間的間隙時(shí)間短至 6uS。
獲取光譜最純和幅度最精確的數(shù)據(jù)集需要使用校正濾波器補(bǔ)償獲取的數(shù)據(jù)。Tek 提供了兩種級別的解決方案來解決這種補(bǔ)償問題。
使用 Tek AWG 和 Tek 實(shí)時(shí)示波器時(shí)，可以使用自動化程序來生成預(yù)失真濾波器。然后將該濾波器應(yīng)用于原始 AWG 波形數(shù)據(jù)以產(chǎn)生“預(yù)失真”或“預(yù)補(bǔ)償”波形。該補(bǔ)償可自動校正 AWG 輸出與示波器輸入之間由系統(tǒng)元件（電纜、上/下轉(zhuǎn)換器、天線等）引起的幅度和相位變化。由于該技術(shù)修改了 AWG 生成的信號，因此不會影響采集效率。
還有一種更強(qiáng)大的補(bǔ)償工具可供使用，稱為串行數(shù)據(jù)鏈路分析 (SDLA)。該工具生成一個(gè)濾波器，可以校正幅度和相位變化以及反射。SDLA 的輸入是 S 參數(shù)數(shù)據(jù)（通常使用 VNA 生成），輸出是 FIR 濾波器，每次使用示波器上的數(shù)學(xué)通道進(jìn)行采集時(shí)，該濾波器都會自動應(yīng)用于示波器數(shù)據(jù)。這可以應(yīng)用于最終數(shù)據(jù)集，以盡量減少對采集效率的影響。
