TDR測試原理【轉(zhuǎn)發(fā)】

2018-04-10  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

TDR是英文Time Domain Reflectometry 的縮寫,中文名叫時(shí)域反射計(jì),是測量傳輸線特性阻抗的主要工具。TDR主要由三部分構(gòu)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(gè)脈沖或者階躍信號,當(dāng)傳輸路徑中發(fā)生阻抗變化時(shí), 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(jì)算阻抗的變化。同時(shí)只要測量由發(fā)射到反射波再到達(dá)發(fā)射點(diǎn)的時(shí)間差就可以計(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)算。

TDR產(chǎn)生一個(gè)階躍信號到待測器件中,會產(chǎn)生入射波,入射波經(jīng)過時(shí)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(shí)延TD到達(dá)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(dāng)負(fù)載呈容性不連續(xù)時(shí),阻抗會偏低;當(dāng)負(fù)載呈感性不連續(xù)時(shí),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)

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