TDR測試原理【轉發(fā)】
2018-04-10 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
什么是TDR?TDR是英文Time Domain Reflectometry 的縮寫,中文名叫時域反射計,是測量傳輸線特性阻抗的主要工具。TDR主要由三部分構成:快沿信號發(fā)生器,采樣示波器和探頭系統(tǒng)。
TDR測試原理
TDR通過向傳輸路徑中發(fā)送一個脈沖或者階躍信號,當傳輸路徑中發(fā)生阻抗變化時, 部分能量會被反射, 剩余的能量會繼續(xù)傳輸。只要知道發(fā)射波的幅度及測量反射波的幅度,就可以計算阻抗的變化。同時只要測量由發(fā)射到反射波再到達發(fā)射點的時間差就可以計算阻抗變化的相位。
圖(1) TDR示意圖
根據(jù)反射原理,反射系數(shù)
公式(1)中,ZDUT是待測器件的阻抗,Z0是TDR的輸出阻抗,通常為50ohm標準電阻,Vrefelected和Vincident分別是反射波幅度和入射波幅度,可以通過示波器測得,算出反射系數(shù)ρ,從而算出待測器件的阻抗ZDUT。
算出待測器件的阻抗,接下來再來看看待測器件的電氣長度如何計算。
TDR產(chǎn)生一個階躍信號到待測器件中,會產(chǎn)生入射波,入射波經(jīng)過時延TD之后在待測器件中遇到阻抗不連續(xù)的地方,又會產(chǎn)生發(fā)射波,反射波將會疊加在入射波上,再經(jīng)過時延TD到達TDR的輸出端。
通過仿真工具模擬TDR,如圖(2)
圖(2) 模擬TDR
模擬采樣示波器上看到的電壓和阻抗曲線,如圖(3),圖(4)
圖(3) 電壓曲線
圖(4) 阻抗曲線
在圖(4)中可以看到,當負載呈容性不連續(xù)時,阻抗會偏低;當負載呈感性不連續(xù)時,阻抗會偏高。PCB中常見的阻抗不連續(xù)的地方, 過孔、焊盤、拐角通常呈容性,跨分割處、breakout等通常呈感性。
圖(5) 感性阻抗不連續(xù)
圖(6) 容性阻抗不連續(xù)
轉自公眾號:一博科技高速先生 作者:作者: 王銳
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