Các phép đo trong miền tần số trên máy hiện sóng sử dụng phép biến đổi Fourier nhanh (FFT) để chuyển đổi dạng sóng trong miền thời gian sang miền tần số, từ đó đo độ méo và nhiễu trong miền tần số. Các phép đo trong miền tần số đặc trưng cho biên độ và pha trên các dải tần số khác nhau.

Việc sử dụng FFT để nhanh chóng phân tích tín hiệu thành các thành phần tần số rất hiệu quả vì phương pháp này giúp làm lộ ra những đặc điểm của tín hiệu mà không thể quan sát được trong miền thời gian.

Tương tự như các phép đo theo trục ngang và trục dọc, độ chính xác của phép biến đổi Fourier nhanh (FFT) có thể được cải thiện bằng cách phân tích các dạng sóng có thời gian thu nhận dài hơn. Do bản chất của phép tính, độ phân giải tần số bị giới hạn bởi độ phân giải của bộ xử lý FFT bên trong máy hiện sóng.

Đo lường SNR, THD, SFDR, SINAD và ENOB.

Khi tín hiệu được chuyển đổi sang miền tần số, máy hiện sóng có thể thực hiện năm phép đo, với giả định rằng tín hiệu đầu vào là một sóng sin đơn hoàn hảo, trong khi các thành phần tần số còn lại được xem là nhiễu hoặc sóng hài. Ngoại trừ ENOB (được biểu thị bằng bit), tất cả các giá trị đều được biểu thị bằng decibel so với sóng mang (dBc). Trong đó, THD là giá trị duy nhất thường được biểu thị bằng số âm.

Tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) là tỷ lệ giữa biên độ RMS của tần số cơ bản và biên độ RMS tổng hợp của tất cả các thành phần nhiễu phi hài. Chín thành phần sóng hài bậc đầu tiên không được tính vào SNR như là nhiễu. Nói chung, SNR được sử dụng khi đo một dải tần hẹp xung quanh tần số cơ bản, trong đó các sóng hài không ảnh hưởng đáng kể đến hệ thống đang được kiểm tra.

Một thông số cần xem xét khi sử dụng các linh kiện chủ động như bộ trộn tần và bộ khuếch đại là tổng độ méo hài (THD), được xác định bằng tỷ lệ giữa tổng biên độ RMS của chín thành phần sóng hài bậc đầu tiên và biên độ RMS của tần số cơ bản.

Dải động không có thành phần giả (SFDR) đề cập đến tỷ lệ giữa biên độ RMS của tần số cơ bản và biên độ RMS của thành phần nhiễu hoặc thành phần giả lớn nhất. Thành phần này có thể là nhiễu môi trường hoặc một thành phần tần số do sóng hài tạo ra. SFDR thường được sử dụng khi các thành phần nhiễu hoặc thành phần giả nổi bật hơn so với các thành phần méo khác.

Tỷ số tín hiệu trên nhiễu và méo (SINAD) thường được sử dụng trong các ứng dụng băng thông rộng, nơi tổng nhiễu và các sóng hài ảnh hưởng đến tín hiệu. Thông số này biểu thị tỷ lệ giữa biên độ RMS của tín hiệu cơ bản và biên độ RMS tổng hợp của tất cả các thành phần nhiễu và méo, bao gồm cả nhiễu và méo hài.

Hơn nữa, SINAD cũng có thể được biểu thị thông qua số bit hiệu dụng (ENOB), đây là thông số dùng để đánh giá độ phân giải thực tế của bộ chuyển đổi tương tự sang số (ADC) dựa trên chất lượng tín hiệu đầu vào, như thể tín hiệu được xử lý thông qua một ADC lý tưởng.

Các phép đo trong miền tần số để kiểm tra ADC.

Nhìn chung, các thông số kỹ thuật và quy trình kiểm tra đối với bộ chuyển đổi tương tự sang số (ADC) tốc độ cao thường được thể hiện bằng các phép đo trong miền tần số. Một số máy hiện sóng có chức năng phân tích tần số có thể được sử dụng thay thế cho các máy phân tích phổ đắt tiền hơn để thực hiện các phép kiểm tra này. Một phép thử thường được sử dụng là phép thử méo xuyên điều chế hai tông (two-tone intermodulation distortion test). Phép thử này được thực hiện nhằm đánh giá hiện tượng méo xuyên điều chế phát sinh khi ADC lấy mẫu tín hiệu bao gồm hai hoặc nhiều sóng sin. Sau khi thực hiện phép biến đổi Fourier nhanh (FFT), các phép đo khác nhau như SINAD và THD có thể được sử dụng để đặc trưng hóa hiệu suất của ADC.