การวัดในโดเมนความถี่ของออสซิลโลสโคปจะแปลงรูปคลื่นในโดเมนเวลาด้วย FFT (การแปลงฟูริเยร์แบบเร็ว) และวัดลักษณะการบิดเบือนและสัญญาณรบกวนในโดเมนความถี่ การวัดในโดเมนความถี่ให้ลักษณะขนาดและเฟสในช่วงความถี่ต่างๆ

การใช้ FFT เพื่อแปลงสัญญาณอย่างรวดเร็วไปเป็นส่วนประกอบความถี่นั้นมีประสิทธิภาพมาก เนื่องจากช่วยเผยลักษณะเฉพาะของสัญญาณที่ไม่สามารถมองเห็นได้ในโดเมนเวลา

เช่นเดียวกับการวัดตามแกนแนวนอนและแนวตั้ง ความแม่นยำของ FFT สามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการวิเคราะห์รูปคลื่นที่ยาวขึ้น เนื่องจากลักษณะของการคำนวณ ความละเอียดจึงถูกจำกัดไว้ที่ครึ่งหนึ่งของความละเอียดของโปรเซสเซอร์ภายในเครื่อง

การวัด SNR, THD, SFDR, SINAD และ ENOB

เมื่อสัญญาณถูกแปลงเป็นโดเมนความถี่ จะทำให้เครื่องออสซิลโลสโคปสามารถทำการวัดได้ห้าอย่าง โดยสมมติว่าสัญญาณอินพุตมาในรูปของคลื่นไซน์ความถี่เดียวที่สมบูรณ์แบบ ในขณะที่ส่วนประกอบความถี่ที่เหลือเป็นสัญญาณรบกวนหรือฮาร์โมนิกส์ ยกเว้น ENOB (บิต) ค่าทั้งหมดจะแสดงเป็นเดซิเบลเทียบกับคลื่นพาห์ (dBc) ค่าลบเพียงค่าเดียวคือ THD

อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน (SNR) หมายถึง อัตราส่วนของค่าแอมพลิจูด RMS ของความถี่พื้นฐานต่อค่าแอมพลิจูด RMS ของแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนที่ไม่ใช่ฮาร์มอนิกทั้งหมด ฮาร์มอนิกเก้าตัวแรกจะไม่ถูกนับรวมใน SNR ว่าเป็นสัญญาณรบกวน โดยทั่วไปแล้ว SNR จะใช้เมื่อต้องการวัดเฉพาะย่านความถี่แคบๆ รอบความถี่พื้นฐาน และฮาร์มอนิกจะไม่ส่งผลกระทบต่อระบบที่กำลังทดสอบ

สิ่งหนึ่งที่ต้องคำนึงถึงเมื่อใช้งานส่วนประกอบแบบแอคทีฟ เช่น มิกเซอร์และแอมพลิฟายเออร์ คือ ค่าความผิดเพี้ยนฮาร์มอนิกทั้งหมด (Total Harmonic Distortion หรือ THD) ซึ่งหมายถึงอัตราส่วนของผลรวมของแอมพลิจูด RMS ของฮาร์มอนิกเก้าตัวแรกต่อแอมพลิจูด RMS ของความถี่พื้นฐาน

ช่วงไดนามิกที่ปราศจากสัญญาณรบกวน (SFDR) หมายถึงอัตราส่วนของค่า RMS แอมพลิจูดของความถี่พื้นฐานต่อค่า RMS แอมพลิจูดของสัญญาณรบกวนที่ใหญ่ที่สุด สัญญาณรบกวนอาจเป็นเสียงรบกวนหรือส่วนประกอบความถี่ฮาร์มอนิก SFDR มักถูกใช้เมื่อมีสัญญาณรบกวนที่เด่นชัดกว่าส่วนประกอบความผิดเพี้ยนและเสียงรบกวนอื่นๆ

โดยทั่วไปแล้ว อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนและความผิดเพี้ยน (SINAD) จะถูกนำไปใช้ในแอปพลิเคชันบรอดแบนด์ที่สัญญาณรบกวนและฮาร์โมนิกทั้งหมดส่งผลกระทบต่อสัญญาณ โดยหมายถึงอัตราส่วนของแอมพลิจูด RMS ของสัญญาณพื้นฐานต่อผลรวมของแอมพลิจูด RMS ของแหล่งกำเนิดความผิดเพี้ยนและสัญญาณรบกวนทั้งหมด ซึ่งเท่ากับผลรวมของ THD และ SNR

นอกจากนี้ SINAD ยังสามารถแสดงในรูปของจำนวนบิตที่มีประสิทธิภาพ (ENOB) ซึ่งเป็นวิธีการวัดช่วงไดนามิกของสัญญาณอินพุตเสมือนว่าสัญญาณนั้นได้รับการแปลงโดยใช้ ADC แล้ว

การวัดในโดเมนความถี่สำหรับการทดสอบ ADC

โดยทั่วไปแล้ว ข้อกำหนดและขั้นตอนการทดสอบของตัวแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิทัล (ADC) ความเร็วสูง จะแสดงในรูปของการวัดในโดเมนความถี่ ออสซิลโลสโคปบางรุ่นมีฟังก์ชันการวัดความถี่ที่สามารถใช้จำลองเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมที่มีราคาแพงกว่าเพื่อทำการทดสอบให้เสร็จสมบูรณ์ หนึ่งในการทดสอบที่ใช้บ่อยคือการทดสอบการบิดเบือนแบบหลายโทนหรือสองโทน การทดสอบนี้ทำขึ้นเนื่องจากการบิดเบือนแบบอินเตอร์โมดูเลชันที่เกิดจากการสุ่มตัวอย่างสัญญาณโดย ADC ที่ประกอบด้วยคลื่นไซน์สองลูกขึ้นไป เมื่อสร้าง FFT แล้ว การวัดต่างๆ เช่น SINAD และ THD สามารถนำมาใช้เพื่อบ่งบอกลักษณะการทำงานของ ADC ได้