浅谈TDR测试的原理和常见问题
TDR 阻抗测量-信号完整性的基础

图 1. TDR 电路结构图
ρ=
Vreflected Vincident
=
0 =0 V
ZL 为零(0)表示发生短路。反射波等于入射波,但极性相
TDR 显示了在沿着一条传输线传播快速阶跃信号时返回 反。如下面的公式所示,反射波取消了部分入射波,(值 的电压波形。波形结果是入射阶跃和阶跃遇到阻抗偏差 为 -1。
以在轨迹中显示为一个斜坡,甚至使用一个完美的50 欧 第二个问题是入射脉冲到达电缆末端的时间会使其上升
姆端接代替 DUT。如果没有在测量参考阻抗的同一时间 时间和稳定时间降级。这影响着分辨率和精度,因为入
内测量 DUT,那么这会导致 50 欧姆电平偏置。
射阶跃的有效幅度不同于预期幅度。在DUT 阻抗接近 50
如果使用的探头电缆很长,在测量相对于电缆末端的 DUT 阻抗时要非常谨慎,以降低电缆损耗的影响。但是, 在这种情况下,电缆阻抗直接影响着测量精度。参考电 平将移动电缆的 rho ((cable ),DUT 上的入射阶跃幅度将 为(1- |( cable |)。为实现最大精度,可以测量这些参数, 计算其阻抗。
/scopes/ 5
使用 TDR 帮助解决信号完整性问题
应用文章
阶跃幅度和基线校正
互连精度和反射
一般来说,现代 TDR 仪器测量和 / 或校准入射阶跃幅度, 根据已知的阶跃幅度和基线电平,计算毫rho 和 ohm。通 过在取样模块中置入一条已知空气线,TDS8000示波器向 前推进了一步。之后它会定期监视基线和入射阶跃幅度。 这样,可以自动补偿系统,允许即使在阶跃幅度偏置漂 移的情况下实现可重复性非常强的测量。
如果 TDR 系统的分辨率不足,那么间隔很小或间隔紧密 的不连续点可能会平滑地转化成波形中的一个畸变。这 种效应不仅可能会隐藏某些不连续点,而且可能会导致 阻抗读数不精确。上升时间、建立时间和脉冲畸变可能 会明显影响 TDR 系统的分辨率。
tdr雷达液位传感器工作原理

tdr雷达液位传感器工作原理tdr雷达液位传感器是一种常用于工业领域的液位检测设备,它通过利用时域反射技术来测量液体或固体物料的高度。
其工作原理基于电磁波在介质中的传播和反射特性。
我们来了解一下tdr雷达液位传感器的构成。
一般而言,它由发射器、接收器、微处理器和传感器头等部分组成。
发射器会发出一束短脉冲的电磁波信号,该信号会通过传感器头进入待测介质中。
当信号遇到介质中的界面或障碍物时,会发生反射。
反射信号经过传感器头重新传回,然后被接收器接收。
接下来,我们来详细介绍tdr雷达液位传感器的工作原理。
当发射器发出的电磁波信号遇到介质的界面时,会发生反射。
反射信号会以一定的速度返回传感器头,并被接收器接收。
接收器会将接收到的信号传递给微处理器进行处理。
在微处理器的控制下,它会测量信号的往返时间,即从发射到接收的时间间隔。
根据电磁波在空气中传播的速度和测量的时间间隔,可以计算出介质的高度。
因为电磁波在不同介质中的传播速度是不同的,所以可以根据测量时间间隔来确定介质的性质。
需要注意的是,tdr雷达液位传感器的工作原理基于电磁波在介质中的传播速度。
而介质的性质会影响电磁波的传播速度,因此需要根据介质的特性进行校准。
一般来说,传感器会预先校准好一些常见介质的性质,如水、油等。
对于其他特殊介质,可能需要用户进行手动校准。
tdr雷达液位传感器还具有一些其他特点。
首先,它可以适用于不同介质的液位测量,如腐蚀性液体、高温液体等。
其次,它具有较高的测量精度和稳定性,可以满足工业生产对液位控制的要求。
总结起来,tdr雷达液位传感器通过利用时域反射技术来测量液体或固体物料的高度。
它的工作原理基于电磁波在介质中的传播和反射特性,通过测量信号的往返时间来计算介质的高度。
该传感器具有广泛的应用领域和较高的测量精度,是工业生产中常用的液位检测设备。
tdr 阻抗与电压

tdr 阻抗与电压
TDR(时域反射)是一种用于测试电缆和传输线的技术,而阻抗
和电压则是与电路和信号传输相关的重要参数。
让我们从不同角度
来讨论TDR阻抗与电压之间的关系。
首先,让我们谈谈TDR技术。
TDR是一种通过发送短脉冲信号
并测量信号在传输线上反射的技术,从而确定线路上存在的任何不
匹配或损坏。
阻抗是指电路或传输线的电学特性,它表示了电路对
电流和电压的响应。
TDR可以通过测量信号的反射来判断传输线上
的阻抗变化,从而识别线路中的故障或变化。
现在让我们来谈谈阻抗与电压之间的关系。
在电路中,阻抗和
电压之间存在着密切的关系。
当电路的阻抗发生变化时,电压也会
相应地发生变化。
在TDR测试中,当传输线上存在阻抗不匹配或故
障时,信号的反射会导致电压的变化。
通过分析TDR测试中的电压
波形,可以推断出传输线上的阻抗变化情况。
此外,TDR测试还可以通过测量信号的传播时间和反射强度来
确定传输线上的阻抗变化情况,从而间接地反映出电压的变化情况。
因此,TDR阻抗与电压之间存在着密切的关联,通过TDR测试可以
间接地观察到传输线上的阻抗变化对电压的影响。
总的来说,TDR技术可以用于测量传输线上的阻抗变化,而阻
抗的变化会影响电路中的电压。
通过TDR测试可以间接地观察到阻
抗变化对电压的影响,从而帮助工程师诊断和解决传输线上的问题。
希望这个回答能够全面地解释TDR阻抗与电压之间的关系。
TDR与TDT技术原理简介

插入/拔出工具装置
图1. 插入/拔出工具装置图
为确保传感器在使用过程中不受到损害以及获得最佳土壤水分含量读数, ESI提供了剖面水分传感器
(探杆)专用的插入/拔出工具装置,如图1所示,包括杆装置,带滑动锤的驱动装置,拔出装置等, 客
户可以依据使用环境的不同来选择和配置装置。
1. 杆装置:包括试验杆、探杆驱动器、延长柄。必须使用该套装置在探杆插入前预打孔,以确保探
说明:传感器的编号是依据其类型和分段数来确定的,在每个传感器的标签上都有标明,在操作模式
设置时需要选择。此外,ESI公司还可以根据客户特殊使用条件要求,量身定制传感器的尺寸。 表1.传感器类型汇总
杆装置
拔出装置
滑动锤装置
连接环 销钉
滑动锤
适配器 滑动锤专用试验杆 销钉
试验杆 探杆驱动器 延长柄
拔桩机
具有一个基于用户设置的最高与最低水分含量阈值的自动 控制的阀门,当水分含量到达最低的设置值时,将自动执行计 划的灌溉,当水分含量达到最高值时,将停止灌溉。
独立的可调节的水分阈值水平,默认条件下自动运行。
手持编程器 为独立阀门控制器的配件,具有显示界面。 该编程器主要用来调节独立阀门控制器的参数,监测水分传感器输出。 当连接独立阀门控制器时,可显示当前的水分读数; 设置阀门的输出是手动还是自动控制,显示和调节水分阈值。
性,测定结果几乎与土壤类型、密度、温度等无关。 将TDR技术应用于结冰条件下土壤水分状况的测定,
可得到满意的结果,而其它测定方法则是比较困难的。 TDR另一个特点是可同时监测土壤水盐含量,在同
一地点同时测定,测定结果具有一致性,而二者测定是完全独立的,互不影响。
2.TDT技术
TDT全称时域传播法(Time Domain Transmissometry),其基本 原理与TDR相同, 不同的是TDT脉冲是在单根导播棒中传播,其信号的 接受端在远离发射端的导播棒的终端。而TDR脉冲信号的发射端和接收 端均是同一端。
tdr技术的原理与应用

TDR技术的原理与应用1. 简介时域反射(Time Domain Reflectometry)技术是一种测量电缆或导线中的电信号传播速度的方法。
它通过发送一个短脉冲信号到电缆中,并监测由电缆中的反射信号产生的回波来计算电信号的传输特性。
TDR技术广泛应用于电缆故障诊断、电缆长度测量、电缆定位以及电缆质量评估等领域。
2. 原理TDR技术基于电磁波在电缆中传播的原理。
当一个电磁波在电缆中传播时,它会遇到电缆中的各种变化,如连接器、接头、故障点等,这些变化会导致电磁波的反射和折射。
TDR仪器通过发送一个宽带脉冲信号到电缆中,然后记录并分析由电缆中反射的信号来推断电信号在电缆中的传输特性。
3. 应用3.1 电缆故障诊断TDR技术在电缆故障诊断中有着广泛的应用。
通过分析电缆中的反射信号,可以确定电缆上存在的故障点,并确定故障点的位置。
这对于电缆维护和修复工作非常重要,可以快速准确地定位并处理故障点,提高电缆系统的可靠性和稳定性。
3.2 电缆长度测量TDR技术可以用于测量电缆的长度。
通过分析电缆中的传播时间,可以计算出电信号在电缆中的传播速度,进而计算出电缆的长度。
这对于电力工程和通信工程等领域的电缆安装和维护非常重要,可以确保电缆的合适长度和正确连接。
3.3 电缆定位TDR技术可以用于电缆的定位。
通过发送一个脉冲信号到电缆中,并记录反射信号的强度和时间延迟,可以确定电缆的位置。
这对于电缆系统的维护和管理非常有帮助,提供了定位电缆的精确信息。
3.4 电缆质量评估TDR技术可以用于评估电缆的质量。
通过分析电缆中的反射信号,可以检测电缆中存在的各种问题,如连接损耗、信号衰减等。
这有助于提前预防和解决电缆故障,提高电缆的使用寿命和传输性能。
4. 优势与局限性4.1 优势•高精度:TDR技术可以以纳秒级的时间分辨率来分析电缆中的反射信号,提供高精度的测量结果。
•非破坏性:TDR技术在测量过程中不需要对电缆进行破坏性操作,可以保持电缆的完整性。
tdr技术在土壤的原理与应用

TDR技术在土壤的原理与应用1. 介绍时间域反射(Time Domain Reflectometry,简称TDR)技术是一种通过测量信号在介质中传播时间来获取介质特性的方法。
在土壤研究中,TDR技术被广泛应用于土壤水分含量的监测以及土壤物理性质的研究中。
本文将介绍TDR技术在土壤中的原理和应用。
2. 原理TDR技术通过在土壤中传送电磁脉冲信号并测量信号的反射来计算土壤中的电介质特性。
当脉冲信号经过土壤中的介质时,信号会因介质的电导率、介电常数和湿度等因素而发生反射。
通过测量信号发射和反射之间的时间差和幅度差,可以推导出土壤的特性。
TDR技术的关键是测量电磁波在土壤中的传播时间。
一般情况下,将一个发射器和一个接收器安装在土壤中,发射器会发送一个电磁脉冲信号,接收器会测量信号的反射强度和时间。
通过对比发射和接收信号之间的差异,可以推断出土壤的水分含量、导电率和其他物理性质。
3. 应用TDR技术在土壤研究中有广泛的应用。
以下列举了几个常见的应用领域:3.1 土壤水分含量测量利用TDR技术可以准确地测量土壤中的水分含量。
通过测量信号的反射时间和幅度,可以精确计算出土壤中的水分含量。
这对于农田灌溉管理、土壤水分监测和作物生长研究非常重要。
3.2 土壤渗透性研究TDR技术可以用来测量土壤的渗透性。
通过测量信号在土壤中传播的时间和反射的强度,可以推断出土壤的水分运动速度和土壤孔隙结构。
这对于土壤保护和灌溉管理等方面有重要意义。
3.3 土壤盐分测量TDR技术也可以用于测量土壤中的盐分含量。
盐分会影响土壤的电导率和介电常数,从而影响信号的传播和反射。
通过测量信号的反射特性,可以推断出土壤中的盐分含量,这对于土壤盐碱化研究和农田管理非常重要。
3.4 土壤密度研究TDR技术还可以用于测量土壤的密度。
通过测量信号在土壤中传播的速度和反射的强度,可以推断出土壤的密度。
这对于土壤质量评价和土壤压实研究有重要意义。
4. 总结TDR技术是一种非常有用的土壤研究方法,可以测量土壤的水分含量、渗透性、盐分含量和密度等物理性质。
TDR测量原理与应用

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2008-10-30
TDR 上升沿时间和分辨率
4 如果30-40ps (或9ps) TDR 上 4 那么真实世界 80ps 信号上升
升沿时间无法解析 ….
沿时间 又如何 ????????????
Ø 结论: 针对信号完整性分析,采用DUT真实上升沿时间! (如 果需要对上升沿时间进行滤波)
15 2008-10-30
4
2008-10-30
TDR概述及应用
4 创建模型,预测性能 4 直接测量通过一条信号通路或带有TDT的器件传输 的脉冲 4 根据标准规范验证性能
5
2008-10-30
TDR概述及应用——一致性测试应用
4 标准委员会和贸易协会规定了满足信号完整性和互操作能力要 求所需的确切方法和测量步骤。 4 这些规范是为满足一致性测试要求而开发的,用来保证多家不 同厂商的设备能够实现互操作。 4 规范可以参阅贸易协会网站,如:
2
2008-10-30
Created by HuangTeng Confidential
TDR概述及应用
什么是TDR?
4 TDR是时域反射计英文(Time Domain Reflectometry)的 第一字母缩写 – 可以直观显示和测量电路反射的电能 (PCB, 电缆, IC封装, …). 与雷达类似(是固定的, 而不是旋转的), 但它探测的是电路,而 不是空中; 观察到的阻抗不匹配不是飞机,而是坏连接器、分 层PCB等等 4 今天, 基本TDR的多项扩展非常重要:
采样示波器基础与应用
Tektronix China Inc. Qihua.deng@
1
2008-10-30
目录
4 TDR概述及应用领域 4 TDR的原理及其它 4 TDR在信号完整性SI(Signal Integrity)中的应用 4 泰克公司TDR测试方案
时域反射计原理

时域反射计原理时域反射计原理时域反射计(Time Domain Reflectometer,简称TDR)是一种能够测量电缆长度和定位故障的设备。
它通过发送脉冲信号并分析返回信号的反射情况来实现这一功能。
下面将从浅入深地解释时域反射计的原理。
什么是时域反射计?时域反射计是一种电子测量仪器,广泛应用于电信、电力和网络行业。
它可以确定电缆中的故障位置,比如开路、短路和电缆连接不良等,并且可以测量电缆的长度。
原理概述时域反射计的工作原理基于时域反射技术。
当我们向电缆中发送一个脉冲信号时,信号会在电缆中以光速传播。
如果电缆中存在任何反射点,比如接头或故障点,信号将被反射回来。
时域反射计通过分析原始信号和反射信号之间的差异,可以确定反射点的位置和性质。
TDR原理详解时域反射计的原理可以分为以下几个步骤:1.发送脉冲信号:时域反射计会向待测电缆中发送一个短脉冲信号。
这个脉冲信号的特征是宽度很窄,是一个高斯脉冲。
2.接收反射信号:一旦脉冲信号到达电缆中的反射点,会发生信号的反射。
时域反射计会接收到返回的反射信号。
3.分析反射信号:时域反射计会分析返回的反射信号的波形、振幅和时间延迟等特征。
这些特征可以帮助确定反射点的详细信息,比如反射点位置和反射系数等。
4.显示结果:基于分析的结果,时域反射计会将数据显示在屏幕上,以便用户可以直观地了解电缆中的情况。
TDR应用领域时域反射计在各种领域都有广泛的应用,主要包括以下几个方面:•电信行业:用于测量电缆长度、定位断点和检测电缆连接不良等故障。
•电力行业:用于检测输电线路中的故障,比如短路和接地故障等。
•网络行业:用于测试网络线缆的质量和连接状态。
•航天航空领域:用于测试飞机、火箭等载体中的电缆和连接器。
时域反射计是一种非常有用的仪器,可以帮助人们快速准确地找到电缆中的故障点,并提高维护效率。
它在现代通信和电力行业中扮演着重要的角色,为各种电缆问题的解决提供了可靠的技术手段。
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浅谈 TDR 测试的原理和常见问题唐亮 胡海洋本文从 TDR 测试原理,TDR 与网络分析仪测试方法的比较,以及测试 TDR 测试常见的问题进行了全面的 讨论。
结合上述介绍,文章对安捷伦 54754A TDR 测试模块的特点进行了全面总结。
一 TDR 测试原理评价频率响应的最普通的方法是在频域中解 Maxwell 方程。
这个过程能够把系统所有的物理和电气特性都 考虑进去,包括传输线。
因而已经有很多基于此原理的测量方法来帮助电气工程师分析信号完整性。
当和其他测试方法比较时, 时域反射 (TDR: Time Domain Reflector) 可以提供更加直观观察 DUT 的特性。
TDR 使用阶跃信号发生仪和示波器,在被测得传输线上发送一个快速的上升沿,再特定的点上用示波器观 察反射电压波形。
这种技术可以测出传输显得特性阻抗,并显示出每个阻抗不连续点的位置和特性(阻抗、感抗和容抗)。
所有这些信息都是示波器上实时显示。
相对于其他技术,TDR 能够给出更多的关于系统宽带相应的信息。
图1时域反射计工作原理阶跃信号发生器向被测系统产生一个正向的阶跃信号。
该信号沿着传输线向前传输。
如果负载组抗等于传 输线的特性阻抗,将没有信号反射,示波器上能看到的只有发送的阶跃信号。
假如负载存在失配,将有部分的输入信号被反射,示波器上将出现反射信号和输入信号的叠加。
图 2 是一个传输线的测试波形,由此可以看出,对于非连续的阻抗,示波器对应位置将出现变化的波形, 由此我们就能够分析每个中断点的特性。
TDR 测试的典型结果 ・ ・ ・ ・ ・ ・ A: 50 Ohm 电缆 B:微波传输带开始C: 50 Ohm 微波传输带 D: 75 Ohm 微波传输带 E: F: 50 Ohm 微波传输带AB CDEF开路二 TDR 与其他测试方法的比较 最常用的测量传输线和负载的方图 2 时域反射计测试结果法是向系统发送一个正弦波,并观察线上不连续点的波形。
这种测试方法中,我们要计算SWR(驻波比) 并 将它看作系统的参数。
当系统有数个阻抗不连续点时,SWR测试往往不能分开这些点。
另外,当系统拥有 很宽的带宽时,必须测量很多频点的SWR,测试很枯燥并且耗费时间。
另一个常见的测量传输线的仪器是矢量网络分析仪(VNA)。
这时,信号源产生一个连续扫频的正弦波来激 励 DUT。
VNA 测量 DUT 的反射信号和传输信号。
反射信号可以用多种格式显示,包括 SWR 和反射系数。
假如 VSA 带有 IFFT,我们就可以用和 TDR 一 样的格式来显示信号。
假如用户对于频域 S 参数 很熟悉的话,这将是一个很好的办法。
长久以来,VNA 作为传统的 S 参数测量工具。
在测量插入损耗和回波损耗的各种仪器中, 更是 广为人知的“标准”频域测量仪器。
它具有世界 上最精确和最广泛的动态范围。
很多熟悉频域的 用户对于 TDR 的测试结果表示怀疑。
图 3 是 VNA 和 TDR 之间的差分插入损耗(SDD11)对 比。
蓝色为带有 TDR 校准的 TDR,它显示在高 达大约 10 GHz 的范围内与 VNA(红色)测试结果 高度匹配。
该结果证明带有 TDR 校准的 TDR 具 有与 VNA 相当的精度。
图 3 TDR 测试动态范围 vs VNA 测试动态范围VNA 也并不是万能的,它的强大是建立在复杂校准的基础上,也不能直接在直流情况下进行测量,当被测 件很长时(电缆) ,完成低频测量也要花费很长时间。
TDR 由于从 DC 开始测量,具有良好的低频信号, TDR 具有相当大的存储深度,可以有效的测量长电缆的 S 参数。
另外,VNA 的价格高出 TDR 很多。
高频段系统频响对信号 功率的影响。
高频段测 试精度下降TDR PNA在整个测试频率范围 内,激励信号功率保 持固定。
保证高频段 测试的精度Amplitude (Dynamic Range)0TDR and VNA operate here-50VNA only-110 0 5G 10G 15G 20GFrequency图 4 TDR 和 VNA 的对比VNA 原理 激励方式 接收方式 易于使用 眼图测试 测试速度 预算 频率范围 动态范围 三 TDR 的典型应用 $30k~>$100k USD 3G~67GHz 110dB NA 采用扫频的方式 正弦波信号激励(窄带) 窄带接收TDR 采用时域反射的方式 阶越信号激励(宽带) 宽带接收 TDR 的设置简便 示波器, TDR, 抖动, 眼图分析 TDR 具有更快的测试速度 $35k USD 13-15GHz 45dB由下表常见的数字信号接口可以看出,6 GHz 带宽的示波器也仅仅能满足今天的 PCI-E 系统。
而所有未来 主要的标准都至少需要 10-12 GHz 的带宽! Serial Bus Standard Data Rate Fundamental Frequency SATA I DVI PCI Express I SATA II XAUI Fibre Channel FBD PCI Express II SATA III CEI Proprietary 10 GbE 1.5 Gb/s 1.65 Gb/s 2.5 Gb/s 3.0 Gb/s 3.125 Gb/s 4.25 Gb/s 4.8 Gb/s 5.0 Gb/s 6.0 Gb/s 6.25 Gb/s 7.0 Gb/s 10.0 Gb/s 0.75 GHz 0.825 GHz 1.25 GHz 1.5 GHz 1.56 GHz 2.125 GHz 2.4 GHz 2.5 GHz 3.0 GHz 3.125 GHz 3.5 GHz 5.0 GHz 3rd Harmonic Frequency 2.25 GHz 2.475 GHz 3.75 GHz 4.5 GHz 4.69 GHz 6.375 GHz 7.2 GHz 7.5 GHz 9.0 GHz 9.375 GHz 10.5 GHz 15.0 GHz 5th Harmonic Frequency 3.75 GHz 4.125 GHz 6.25 GHz 7.5 GHz 7.81 GHz 10.625 GHz 12.0 GHz 12.5 GHz 15.0 GHz 15.625 GHz 17.5 GHz 25.0 GHz另外高速数字通信的传输线路(例如连接器和印刷电路板线路)需要精确控制阻抗,否则可能会影响高速信 号的信号完整性。
PC1-Express 或串行 ATA 等新标准需要精确侧量传输线路的 S 参数和阻抗。
DIMM PCBConnectorCable我们可以使用 TDR 和 S 参数分析软件来分析这些问题并在设计初解决他们。
在 PCB、连接器和电缆上进 行基于工业标准的阻抗和 S 参数测量。
下表是 TDR 可以完成的测试。
单端测试 测量传输线的特征阻抗 测量传输显得时域延迟 差分测试 差模阻抗 奇模阻抗精确测量传输线上的信号速度 建立器件的非连续模型 建立器件的宽带宽模型 四 TDR 应用中的常见问题 1. 激励信号保真度和接收系统噪声问题共模阻抗 偶模阻抗用于测量的阶越信号的形状对 TDR/TDT 测量的准确性非常重要。
时域反射计测量是测量 DUT 对激励的阶 越信号的响应,DUT 阻抗不连续性反映为反射信号的变化。
因此,如果激励的阶越信号存在过冲或不平坦 性等异常,则会直接导致 DUT 阻抗测试的幅度误差。
所以,要提高 TDR 测试的精度,首先需要保证激励 信号的保真度,既尽力减小激励信号的过冲和不平坦性。
另一方面,作为 TDR 系统测试接收机的示波器本底噪声也是直接影响 TDR 测试幅度误差的重要原因。
由 于本底噪声随机叠加在激励阶越信号和 DUT 反射信号之上,因此,无法通过校准进行克服,故此,提高 TDR 阻抗测试的另一个重要因素是巨大可能降低接收机(示波器)的本底噪声。
2. 上升沿时间问题 实际上,任何测试系统都只能具 有有限的测量带宽 (频域上) 即 , 等效于低通滤波器。
与之相应, 系统在时域上具有有限的上升时 间或响应速度。
如果 TDR 测试系统的响应过慢, 则 DUT 的阻抗不连续特性可能 被掩盖,甚至是无法分辨。
如上 图所示,同一器件在不同上升时 间(由上至下,上升时间分别为 100ps, 35ps 和 20ps)情况下进行 测试,其阻抗不连续点的测量有 很大的差异。
除了幅度上的差异 外,最主要的是时间轴上的分辨 率随上升沿的加快而得到提高。
TDR 测试系统的整体上升时间由下式决定:2 2 Trsystem = Trstep + TrScope图 5. 上升时间对 TDR 测试的影响其中,Trstep 是阶越信号的上升时间,Trscope 是示波器带宽对应的上升时间。
通常阶越信号经过两个相邻的阻抗不连续点之间的时间大于TDR测试系统的上升时间(Trsystem)的二分之 一,则这两个阻抗不连续点是可以被此TDR系统分辨的。
因此,不可否认,激励阶越信号的上升沿快慢对于 TDR 的时间分辨率测量非常关键。
确切来说,用于测量 的示波器带宽及积激励阶越信号的上升沿快慢决定了 TDR 阻抗不连续性点的最小分辨率。
那么是否可以这样认为,TDR 激励阶越信号源上升沿越快,则该 TDR 越好呢?实际上,这种认识是片面 的。
1)首先,实际的测试系统还要包含测试夹具(电缆,转接器,连接器及探针等) ,由于测试夹具的性能, 可能会大大略化 TDR 实际测试系统的上升时间,参考下式:2 2 2 Trsystem = Trstep + TrScope + Tr fixture也就是说,如果测试夹具无法满足更快的上升时间,则选择上升沿再快的 TDR 也是没有意义的。
2)选择多快的上升沿的 TDR 主要取决于 DUT 的工作速率(或频率范围) 。
对于大多 TDR 说应用来说, DUT 的工作速率 <10G,因此没有必要单纯追求快的上升沿。
按照 TDR 分辨能力,35ps 的上升时间(包 括阶越信号和示波器)的 TDR 系统在空气为介质的系统中(介电常数为 1),最小可分辨 5mm 的物理间 隔;对于典型的 PCB 材料(介电常数约等于 4),35ps 的 TDR 系统最小可分辨 2.5mm 的物理间隔 (对于 信号场在空气和 PCB 材料之间的情况下,这个值可能更大一点;而对于过孔,封装引线,Socket 连接器, 该值可能更小)。
应该来说,>95%以上的 TDR 应用,35ps 上升时间的 TDR 系统是足够的。
而且,对于本身工作速率不高的系统,过快的上升沿会产生额外的过冲和多次反射,不但不会提高测试精 度,反而会引入不必要的误差。