如何用示波器完成快速傅里叶变换(FFT) 和宽带射频测量

数字和射频设计人员都发现，在与时域视图结合使用对原型机进行验证和调试时，示波器中的快速傅立叶变换 FFT 功能非常有用。例如，电源上噪声的 快速傅立叶变换 ( FFT )视图可以快速隔离和识别不需要的耦合信号，以便确定耦合的来源。

此外，越来越多面向射频的设计采用大于 510 MHz 或 1 GHz 的频谱宽度，超出了实时信号分析仪分析带宽能力的极限。设计人员发现，为了实现这种更大的分析带宽，数字化示波器已经成为这些应用的一款重要工具。实质上，示波器变成了宽带射频接收机。

本文概要叙述了如何使用 Infiniium S 系列、V 系列和 Z 系列示波器进行各种快速傅里叶变换 (FFT ) 和宽带射频测量，以加速产品面市。

高级工具选择注意事项

在为应用选择适合带宽的示波器时，信号载波频率和调制频率频谱宽度是关键考虑因素。

图 1 所示为与 89600 矢量信号分析（VSA）软件配合使用的 S 系列 8 GHz 带宽示波器，它可用于带宽在 8 GHz 以内载波加调制的各种应用。示波器由 M8190A 任意波形发生器控制。图 2 所示为 V 系列 33 GHz 示波器，它可以捕获宽带线性调频调制的 15 GHz 载波射频脉冲，并使用 VSA 软件处理捕获的信号。V 系列适用于在 33 GHz 带宽内载波加调制的宽带宽信号应用。

图 1. 由 M8190A 任意波形发生器控制的 S 系列 8 GHz 示波器，显示界面为使用 89600 矢量信号分析（VSA）软件处理的捕获信号。

图 2. V 系列 33 GHz 示波器接收采用宽带线性调频调制的 15 GHz 载波脉冲射频信号，并使用在示波器内嵌系统上运行的 89600 VSA 软件进行处理分析。

图 3 所示为根据输入通道数和分析带宽进行工具选择的关联对应表。PXA 和 UXA 信号分析仪分别具有 510 MHz 和 1 GHz 的实时信号分析带宽，可以实施单通道测量。这些产品可以将信号下变频为中频，然后对基带信号执行重新采样和分析，以此实现对高载波频率信号的分析。

PXA 或 UXA 信号分析仪还可以用作 Keysight 示波器之前的下变频器，实现高达 1.2 GHz 的分析带宽。由于 PXA 或 UXA 仅用作下变频器，因此这样的配置会丢失一部分实时信号分析仪的功能（如频域触发），这些功能可以通过单独使用矢量信号分析仪来提供。

示波器也可以单独用于射频测量，并且受示波器的额定带宽限制。例如，S 系列 8 GHz 带宽 Infiniium 示波器可以处理载波加载波频率调制不超过 8 GHz 的信号。具有 7 GHz 载波和 1 GHz 宽调制的信号将适合该示波器的带宽。

图 3. 各种解决方案的通道数和分析带宽。

选择查看工具的另一种方式是绘制感兴趣信号的载波频率与该信号频谱宽度的图形对比，然后就展示出哪些工具适用于这样的载波 / 频谱宽度组合。

超宽分析带宽解决方案适用范围

图 4 中就显示了这样的一个视图。

PXA 信号分析仪可以测量载波频率高达 50 GHz 的信号，并在一个输入通道上提供高达 510 MHz 的分析带宽。UXA 信号分析仪可以输入高达 50 GHz 的载波频率，具有高达 1 GHz 的分析带宽。多个 PXA 或 UXA 信号分析仪可以组合在一起以获得更高的通道数。

S 系列示波器本身可提供两个 8 GHz 带宽的通道或四个 4 GHz 带宽的通道。示波器可以处理频谱宽度接近示波器带宽的信号。但是载波加调制必须用足以捕获二者的带宽进行采样。例如，S 系列示波器的 8 GHz 带宽适用于具有 6 GHz 载波和 2 GHz 宽调制的信号，可以对其进行测试。

V 系列示波器提供两个 33 GHz 带宽的通道或四个 16.6 GHz 带宽的通道。Z 系列示波器提供两个 63 GHz 带宽的通道或四个 32 GHz 带宽的通道。

Z9070B 宽带信号分析工具包将 PXA信号分析仪 作为下变频器放置在 S 系列示波器之前，用于处理 3 至 50 GHz 的载波频率，并具有高达 1.2 GHz 的分析带宽。如果信号具有 20 GHz 载波和 1 GHz 宽调制，那么 Z9070B 工具包可以对其进行测量。测量此信号的另一种方案是单独使用 V 系列示波器，这种方法更精确但成本也更高，因为 V 系列具有高达 33 GHz 的带宽。如果这个 20 GHz 载波信号具有 2 GHz 宽调制，那么就需要使用 V 系列示波器而不是 Z9070B 工具包，因为工具包的分析带宽最大只有 1.1 GHz。

如果某个应用具有 55 GHz 载波和 2 GHz 宽调制，那么可以将 Virginia Diode Inc.（VDI）公司的混频器放置在 S 系列示波器前进行测量。VDI 混频器可用于处理高达 110 GHz 的载波，分析带宽最高可达 3 至 4 GHz。

另一个名为 Z9071B 的工具包将 M1971E 波导谐波混频器（智能混频器）作为下变频器与 S 系列示波器结合在一起，可以在 57 至 90 GHz 的载波上进行 2 GHz 宽的测量。

因此，根据不同的应用，我们可以提供多种解决方案来进行所需的测量。

Infiniium S 系列、V 系列和 Z 系列示波器的射频特性

在单独使用示波器或使用示波器和 89600 VSA 软件组合进行 FFT 或宽带射频测量之前，评测示波器的射频特性很有帮助，因为这个射频特性会对测量的结果产生重大影响。

Infiniium 示波器结合了幅度和相位校正功能，在整个示波器频率范围内具有出色的绝对幅度精度和低线性相位偏差，因而有助于执行高质量的射频测量。考虑到这些示波器所具备的宽带宽能力，它们还能提供优异的噪声密度（接近 -160 dBm/Hz）以及高动态范围和信噪比。这使得设计人员能够查看与大信号相邻的非常小的宽带信号，或者能够提高示波器的灵敏度来测量隔离的低功率信号。这些示波器中的时基电路也能很好地降低接近相位噪声，从而确保深存储器捕获时只有很少的抖动。

表 1 所示为Infiniium 示波器的三个主要系列 ― S 系列、V 系列和 Z 系列及其典型的射频特性。测量条件的详细信息见附录中的表 3 至表 5。各种示波器的典型频率幅度响应图见附录中的图 1 至图 5。

表 1. S 系列、V 系列和 Z 系列典型射频特性比较（请注意附录表 3 至表 5 中各示波器表内所列的测量条件）。

快速傅立叶变换 FFT 基础测量示例

在第一个示例中，V 系列 33 GHz 示波器在频域中使用 快速傅立叶变换 FFT 捕获了一个基本正弦波信号并对其进行了分析。E8267D PSG 矢量信号发生器用于创建一个 10 GHz、功率为 0 dBm（1 mW 端接 50 Ω）的高纯度正弦波。测量设置如图 5 所示（图中也显示了 M8190A 任意波形发生器，但在此测量中没有使用）。

图 5. 使用 V 系列示波器捕获 10 GHz 纯正弦波信号。

快速傅立叶变换 FFT 测量作为波形数学函数提供，用于创建输入信号的频域视图，如图 6 所示。该测量选择了16 个波形平均作为时域捕获结果，并且选择了200 kHz 的FFT分辨率带宽（ResBW， RBW）。

利用这种分辨率，我们可以分别在 -35 dBm 和 -40 dBm 处看到二次谐波和三次谐波。这些是示波器采样过程的假像，在评测 10 GHz 输入正弦信号时可以注意到。E8267D PSG 矢量信号发生器所具有的二次谐波和三次谐波失真位于载波下方低于 80 dB 处，因此在这个特定的信号示例中可以用来确定示波器的二次和三次谐波失真。

图 6. 增加 FFT 幅度数学函数以查看二次和三次谐波（-35 dBm，-40 dBm）。

当使用 4 GHz 输入正弦波进行类似的测量时，我们看到二次和三次谐波分别位于 -45 dBm 和 -49 dBm 处，这一点仅供参考。

很多时候，我们需要以更窄的频率跨度来放大感兴趣的频率。借助示波器 FFT，即使在选定的中心频率周围选择较窄的跨度，测量的分析带宽仍然为“直流到所选示波器带宽”。以上一次测量为例，分析带宽为 33 GHz 宽。随后，我们将对 89600 矢量信号分析（VSA）软件包的使用进行探讨，其中所选的 VSA FFT 跨度变为测量的分析带宽，这又会降低测量中的噪声电平。

通过将快速傅立叶变换 FFT 频率“中心”设置为 10 GHz，将“跨度”设置为 1 GHz，将采样速率降低至 40 Gsa/ 秒，并进一步缩小分辨率带宽，我们可以看到一个更清晰的 10 GHz 尖峰视图，如图 7 所示。

使用这些设置时，需要在分辨率和吞吐量之间做出权衡。更新每隔几秒钟就发生一次，因为在 40 Gsa/ 秒时需要 6 MSa 的存储深度，才能在主时间记录上放置 150 微秒的时间来支持 10kHz 的分辨率带宽（使用 Hanning FFT 窗口，其中所需的时间等于 1.5/ 分辨率带宽 = 1.5/10E04 = 150 微秒）。

图 7. 频率中心设置为 10 GHz，跨度为 100 MHz，分辨率带宽为 10 kHz，需要一些吞吐量权衡。

请注意，每当分辨率带宽变得更窄时，噪声电平随之降低。这是因为相同数量的宽带噪声现在散布在较小的频率段上。

在具有高达 8 GHz 带宽的 S 系列 Infiniium 示波器上可以进行类似的测量。图 8 所示为一个具有 0dBm、1 GHz 干净正弦波输入的捕获和 FFT 示例，其中二次和三次谐波分别在 -65 dBm 和 -48 dBm 处，在 1 MHz 分辨率带宽下忽略二次和三次谐波的无杂散动态范围约为 -68 dBm。

图 8. S 系列 8 GHz 带宽示波器捕获具有 1 MHz 分辨率带宽的 1 GHz 干净正弦输入并进行 FFT。

包络、频率和相位线性调频的宽带脉冲射频时域测量

接下来要考虑的是使用 Infiniium 示波器对宽带脉冲射频信号进行时域测量和分析。选择 S、V 还是 Z 系列取决于载波加调制的最大频率分量。被测信号应具有 1 微秒宽的脉冲，脉冲重复间隔为 100 微秒，射频载波频率为 15 GHz，线性调频为 2 GHz 宽。

该信号采用 M8190A 任意波形发生器生成，M8190A 运行 IQTools 信号生成软件，并驱动 E8267D PSG 矢量信号发生器上的宽带 I/Q 输入。

图 9 为对单个射频脉冲进行各种测量的视图，包括包络参数和整个脉冲上的频率线性调频。将触发“释抑”(Holdoff) 设置为比射频脉冲宽度稍长的值，可以实现对该脉冲的稳定触发。

图 9. 使用 V 系列示波器在 15 GHz 载波、2 GHz 宽线性调频射频脉冲上进行的时域测量。

为了进行这些测量，我们采用了“包络”数学函数，然后将脉冲测量下拉到可见的射频脉冲包络上。此外，频率变化测量下拉到射频脉冲上（不在包络上），并且利用频率测量的数据结果作为“测量趋势”函数的源，再利用测量趋势的数据结果来定义平滑数学函数，生成的线性调频调制的线性斜坡显示如图 9 所示。感兴趣的频率跨度上的示波器幅度线性度直接关系到被测器件的幅度线性品质。S、V 和 Z 系列 Infiniium 示波器的典型射频性能的幅度与频率关系图如附录（IV 至 VI）所示。

宽带脉冲射频选通 FFT 频谱测量

另一组重要的测量包括宽带 FFT 和时间选通 FFT。通过使用“矩形”窗口定义“FFT 幅度”数学函数，可以创建宽带 FFT。

如图 10 所示，出现了一个新的波形窗口，显示捕获的射频脉冲的宽带 FFT。

图 10. 使用 V 系列示波器在 15 GHz 载波、2 GHz 宽线性调频射频脉冲上进行宽带 FFT 测量。

通过将 FFT 显示的中心频率改为 15 GHz 并将频率跨度改为 5 GHz，可以得到更清晰的频谱视图。结果如图 11 所示。显然，射频脉冲具有 14 GHz 至 16 GHz 的线性调频，在 2 GHz 调制带宽上具有均匀的功率。

图 11. FFT 设置为 15 GHz 中心频率和 5 GHz 频率跨度。

使用“时间选通”数学函数也可以进行时间选通 FFT。首先，定义时间选通数学函数，其结果请见图 12 上方的波形窗口，其中以橙色清楚标示的为持续增长的射频脉冲。

图 12. 时间选通波形视图。

然后，第二个 FFT 数学函数可以定义为该时间选通窗口内选取的信号的 FFT（也称为“时间选通 FFT”）。在这个示例中，时间选通 FFT是数学函数 6，并且在数学函数 5 上进行操作，如图 13 所示。我们选择“Hanning”窗口用于 FFT，因为脉冲射频信号的薄时间片基本上是正弦波，对于这种信号而言，Hanning 窗口是合适的选择。

图 13. 时间选通窗口中选取的信号的 FFT 幅度数学函数定义。

稍微加宽时间选通后可以在屏幕上显示更多周期，将中心频率调整到 15 GHz 并将跨度调整到 5 GHz 以匹配非选通 FFT，如此得出的时间选通 FFT 结果如图 14 所示。“Mark Peaks”（标记峰值）也要选中，放置的阈值刚好低于峰值水平，以便在射频脉冲开始时获得线性调频脉冲的频率读数。

图 14. 时间选通 FFT 视图以及射频脉冲开始处的时间选通显示。

通过将时间选通窗口拖放至射频脉冲上的各个点，可以在时间选通 FFT 显示中观察到这些时间点的射频脉冲频率。图 15 所示为放置在脉冲结束处的选通的结果。

图 15. 时间选通 FFT 视图以及射频脉冲结束处的时间选通结果显示。

使用 8 GHz 带宽 S 系列 Infiniium 示波器进行类似测量，采用类似的信号，但载波频率为 2 GHz。测量结果如图 16 所示。

图 16. 使用 S 系列示波器在 4 GHz 载波，2 GHz 宽线性调频射频脉冲上进行时域测量和 FFT。

示波器分段存储功能在脉冲射频应用中实现长目标时间捕获的作用

到目前为止，我们已经对脉冲串上的单个射频脉冲进行了测量。通过增加捕获的存储深度，我们可以捕获多个脉冲并对其进行分析。使用完整的 80 Gsa/秒采样率和完整的 2 Gsa 存储深度，对应的捕获时间为 25 毫秒：

(2 Gsa) / (80 Gsa/秒) = 25 毫秒

假设该脉冲串的脉冲重复间隔为 100 微秒（脉冲重复率 [PRI] 为 10 kHz），这意味着一次捕获将包括大约 250 个脉冲：

(25 毫秒) / (100 微秒/脉冲) = 250 脉冲

通过使用示波器的分段存储功能，可以显著增加捕获的脉冲数量。使用分段存储模式，2 Gsa 的存储深度可以分成更小的段，其中每个段在满足触发条件之后用捕获的波形进行填充。在这种情况下，触发事件仍然是射频脉冲的开始，分段可以定义为稍长于捕获的最长脉冲。1.2 微秒宽的段可用于捕获 1 微秒宽的脉冲。

分段存储捕获可以采用 1.2 微秒宽的段进行设置，其中存储深度选择为 96000 点，图 17 所示为 32,768 个段。

图 17. 分段存储模式设置选择 1.2 微秒宽的段来捕获 1 微秒宽的脉冲。

如果已知采样速率为 80 Gsa/ 秒，并且需要 1.2 微秒长的段，所需的分段存储深度计算起来非常简单：

(80 Gsa/ 秒 ) x (1.2 微秒 ) = 96,000 样本

使用此选项，最多可以选择 32000 个分段。现在，按下“单次”捕获按钮，可以捕获 32000 个脉冲并带入 32000 个分段，对应 3.3 秒的目标活动时间。这不是无间隙捕获，而是着重于捕获射频脉冲，并且忽略了无信号存在的时间。相比之下实时采样模式可在 25 毫秒内无间隙捕获 250 个射频脉冲。

图 18 所示为分段捕获。请注意，“播放”按钮可用于回放 32000 个分段。还请注意，统计数据是根据捕获的 32000 个脉冲计算的。

图 18. V 系列分段存储功能捕获 32000 个脉冲进入 32000 个分段，每个分段 1.2 微秒。

S 系列示波器可以进行类似的测量，采用高达 8 GHz 的带宽，20 Gsa/ 秒的采样速率（最多两个通道，带宽为 4 GHz、采样速率为 10 Gsa/ 秒时为 4 个通道），“单次”捕获的 800 MSa 存储深度可以分布到多个存储器分段上。

Z 系列 Infiniium 示波器在 4 个通道上具有高达 63 GHz 的带宽，在 4 个通道上具有 160 Gsa/ 秒的采样速率，每个通道具有 2 Gsa 的存储深度。

使用示波器搭配 89600 VSA 软件进行宽带脉冲射频时域和频域测量

使用 89600 矢量信号分析（VSA）软件可以进一步增强采用 Infiniium 示波器进行的射频和 FFT 测量。使用 VSA 软件具有以下优势：

• 软件主体内置射频参数测量

• 能够在 FFT 计算之前对示波器输入样点进行带通滤波和抽取，以减少噪声、加快FFT 计算

• 多种数字和模拟解调选件

Keysight Connection Manager 用于在示波器和 89600 VSA 软件之间建立连接，以便 VSA 控制示波器进行测量。

89600 VSA 软件中有一些设置要求，包括将中心频率设置为输入信号的 4 GHz 载波，以及将频率跨度设置为略宽于信号调制的跨度。触发也需要进行设置，使其能对具有正确电压阈值电平的输入信号起作用，并且触发释抑时间要略宽于输入信号的脉冲宽度，如图 19 所示。

图 19. 将触发源设置为“通道 1”，触发释抑时间设置为 1.2 微秒。

反映示波器测量范围的灵敏度（伏 / 格）设置也必须进行调整，以使得输入信号略小于示波器的满刻度量程。选择矩形 FFT 窗口是因为我们的目标是在屏幕上获得单个射频脉冲，而矩形窗口可以完全容纳这个脉冲，不会通过滤波添加任何失真。VSA 软件允许选择多个窗口，2x2 窗口格式便于显示，如图 20 所示。

– FFT 频谱视图

– 脉冲的时域基带视图

– 脉冲的频移

– 脉冲的相移

图 20. VSA FFT、脉冲、频率线性调频和脉冲上的相位变化。

对于左上窗口中的 FFT 频谱视图，选择“Ch1 Spectrum”（通 道 1 频谱），缩放“Ch1 Main Time”（通道 1 主时基）和“Real”（实际）以查看左下窗口中的脉冲。为了查看脉冲上的频率变化，再次选择“Ch1 Main Time”（通道 1 主时基），但垂直单位设置从 LogMag（对数幅度）改为“Group Delay”（群延时），如右上窗口所示。这是一种通常采用时间的导数来进行计算的技巧，在这种情况下，采用的是相位的导数，即频率。实际上，它执行的是调频解调，以便查看整个脉冲上的频率线性调频。VSA 调频解调器也可以用于观察脉冲上的频率变化。为了观察脉冲的相移，我们选择“Unwrapped Phase”（展开相位）作为垂直刻度，如右下窗口所示。

标记可以放置在波形上以进行各种测量，例如线性频率的频率增量，或从射频脉冲开始处到中心的相位增量。

通过限制 89600 VSA 软件的分析带宽增加脉冲射频捕获动态范围

示波器与 89600 VSA 软件结合使用的另一个优势是可以扩展测量信噪比。VSA 软件具有对采集的示波器数据进行带通滤波的能力，并能以较低的采样速率对数据进行重采样，从而得到更低的噪声、更高的动态范围以及更宽的信噪比。在以下示例中，S 系列示波器捕获一个脉冲串，其中一个大脉冲后紧跟着一个小脉冲，小脉冲位于第一个脉冲下方 50 dB 处，相当于功率仅为其十万分之一，电压仅为其 1/316（100,000 的平方根）。两个脉冲序列之后重复。

大脉冲具有 + 6 dBm 的功率电平（~1.4 mW），使得端接 50 Ω 的峰值电压约为 633 mV。这可以表示为 -4 dBVpk 电平（20log 0.633）。它也与端接 50 Ω 的 1266 mV 峰峰值信号对应。

相比之下，小脉冲的电压仅为其 1/316，峰峰值仅为 4 mV（-44 dBm，-54 dBVpk）。

VSA 量程设置为 +6 dBm（633 mV 峰值），对应示波器的垂直量程为 1266 mV。共有 8 个垂直分格，因此对应的设置为 ~160 mV/ 格。

在这个 ~160 mV/ 格设置的完整 8 GHz 带宽下，S 系列的宽带均方根噪声约为 5 mV，由噪声图内插入数据表中，如表 2 所示。5 mV 的噪声大致可转换成相当于均方根噪声（假设为高斯噪声）3 倍的峰峰值噪声。因此，峰峰值噪声约为 15 mV。

表 2. 不同 V/格设置下的 S 系列示波器均方根噪声电平。

因此，小脉冲（4 mV 峰峰值）被测量中的噪声（15 mV 峰峰值）掩盖，在线性刻度且无平均采集模式下不能在示波器的完整 8 GHz 测量中予以很好地识别，，如图 21 所示。

图 21. S 系列捕获紧邻 50 dB 下脉冲的 +6 dBm 脉冲（第二个脉冲不可见）。

如果将示波器捕获的数据导入到 89600 矢量信号分析（VSA）软件，它可以数字下变频为 I 和 Q 基带数据，并进行带通滤波和重新采样。这个过程可以大大减少测量中的噪声量。基本上，这是一个“调谐”到信号中心频率，并且“放大”信号对调制进行分析的过程，也称为“处理增益”(Processing Gain)。

在这个例子中，具有相关噪声的原始 8 GHz 宽测量缩减为以 3.7 GHz 载波为中心的 500 MHz 宽的测量，其瞬时测量带宽稍宽于信号调制的宽度。这带来 10log *(示波器带宽/频率跨度) = 10log *(8E + 09 / 500E + 6) = 12 dB 的信噪比改善。

信噪比的改善为 10log*(示波器带宽/跨度)

利用这种处理增益的优势，结合 89600 VSA 软件具有对数幅度刻度的能力，并使用平均功能，现在可以看到 50 dB 下脉冲，如图 22 所示。

图 22. 使用 89600 VSA 软件“中心频率”和“频率跨度”设置，能够看到的 50 dB 下脉冲

图 23 以图形方式描述了通过缩小频率跨度实现的信噪比改善。

这是示波器 0 dBm 灵敏度范围的允许信噪比示例图。

图 23 以图形方式描述了通过缩小频率跨度实现的信噪比改善。

图 24. 矢量信号分析仪软件中 FFT 动态范围与分辨率带宽设置的关系图

在 FFT 视图中测量窄带信号时的动态范围改进可描述为：

10log*(示波器带宽/分辨率带宽)

这并未对示波器响应的无杂散动态范围（SFDR）或谐波失真特性进行描述，但它给出了 FFT 测量中本底噪声的位置。随着分辨率带宽变得越加精细，并且存在的噪声被划分为更小的时间段，本底噪声会下降。

此图不考虑由于各种杂散引起的限制，因此无杂散动态范围（SFDR）仍限制在 50 dB 左右。

使用示波器分段存储器与 89600 VSA 软件脉冲选件 BHQ 进行长目标时间捕获和统计脉冲分析

使用示波器对宽带射频信号进行采样时，它必须以足够快的速率采样才能精确地捕获载波加调制。这意味着通常会需要非常快的采样速率，也意味着在正常实时采样模式下，示波器存储器不会允许非常长的捕获周期。

例如，为了捕获具有 20 GHz 载波和 2 GHz 宽调制的信号，需要示波器仍然具有超出 21 GHz 的平坦响应。25 GHz 或 33 GHz 型号的 V 系列 Infiniium 示波器具有高达 80 Gsa/秒的采样速率，能提供所需的性能。我们的经验是，示波器的采样速率应当至少是被测信号中最高频率含量的 2.5 倍。这在本示例中对应大约 50 GHz 的采样率（2.5 * 21 GHz）。

在使用 33 GHz，80 Gsa/ 秒的 V 系列型号进行测量时，即使采用完整的 2 Gsa 存储深度，也只能得到 25 毫秒的目标捕获时间：

目标捕获时间 = 2 Gsa *(1/80 Gsa/ 秒 ) = 1/40 秒 = 25 毫秒

当存在低占空比信号（如公共脉冲射频雷达信号）时，有一种方法可以大大增加目标捕获时间，即使用示波器的分段存储功能。示波器存储器被划分为具有固定时间宽度的小段。每小段的宽度应比最宽的射频脉冲略宽。示波器触发一个事件（如射频脉冲的开始），然后将一个射频脉冲放置在存储器分段中。示波器随后停止捕获数据，重新设置触发，并等待下一个射频脉冲发生。将第二个射频脉冲放入存储器的第二个分段。继续此过程，直到示波器存储器的所有分段全部用完。