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1、TDR測試儀簡介產技中心汪興TDR工作原理TDR儀器在電線電纜測量中的應用TDR儀器使用時的注意事項第一部分TDR工作原理TDR儀器時域反射模式原理TDR=TimeDomainReflectometry原理:信號在某一傳輸路徑傳送,當傳輸路徑中發生阻抗變化時,一部分信號會被反射,另一部分信號會繼續延傳輸路徑傳輸;TDR是通過測量反射波的電壓幅度,從而計算出阻抗的變化;同時,只要測量出反射點到發射點的時間值,就可計算出傳輸路徑中阻抗變化點的位置.TDR儀器的基本構成TDR系統主要由階躍信號源及高速采樣頭組成;其中,階躍信號源的
2、上升時間決定分辨阻抗不連續點的能力;高速采樣頭決定阻抗變化位置的準確性.如何計算阻抗值從以上公式可知,由于入射電壓為已知,故只要測量出反射點的電壓值,就可計算出反射系數ρ值;而儀器的輸出阻抗Z0可由使用者自己設置,這樣就可計算出反射點的阻抗Z值.如何計算阻抗變化點的位置TDR可測量出反射點的傳輸延時,由傳輸延時值可計算出反射點的位置.V=信號在介質中的傳輸速度T=TDR儀器上讀取到的延時值C=光速ε=介電常數TDR經典的三個模型1.開路(OPEN)模型TDR經典的三個模型2.短路(Short)模型TDR經典的三個模型3.匹配
3、負載(Load)模型電壓與時間變化示意圖反射系數與時間變化示意圖阻抗與時間變化示意圖TDR測量阻抗不連續點示意圖TDR儀器時域傳輸模式原理TDT=TimeDomainTransmission原理:信號在某一傳輸路徑傳送,利用另外一采樣頭在遠端獲取并測量電壓脈沖值.TDT與TDR最大的區別就是,TDT必須采用兩個采樣頭.第二部分TDR在電線電纜測量中的應用TDR測量內容特性阻抗(Impedance)延時(Delay)延時差(Skew)信號間的串音(Crosstalk)上升時間(Rise-Time)特性阻抗(Impedance)
4、1.差模阻抗(DifferentialModeImpedance)差分阻抗指在差分驅動時在兩條傳輸線中測量的阻抗.2.共模阻抗(CommonModeImpedance)共模阻抗指在兩條傳輸線并連在一起的阻抗.3.單模阻抗(SingleEndedModeImpedance)其中一電極的電勢永遠保持為零，另一電極的電勢隨信號變化所表現的特性.特性阻抗(Impedance)Delay是電信號從發送端到達測量端所用的時間。 可采用TDR及TDT兩種模式進行測試.DUTInOutDelay延時(Delay)Skew信號在不同介質間傳輸
5、的差異，分為對間延時差和對內延時差。可采用TDR及TDT兩種模式測試.DUTDelayInOutInOutSkew延時差(Skew)串音一般分為近端串音及遠端串音兩種.一般采用TDT模式進行測試;為防止多重反射產生的錯誤信號,在測試串音時必須加上終端匹配電阻.串音(Crosstalk)采樣頭(OUT)采樣頭(IN)采樣頭(IN)LoadRiseTime信號的上升邊沿的幅值一般是指從10%上升到90%所用的時間。一般采用TDT模式進行測試.RiseTime上升時間(Rise-Time)0190%10%影響測試結果的因素諸多因素
6、影響到測試結果,如TDR系統的階躍響應及采樣頭性能,連接線(或探頭)與待測物連接點的性能,多重反射和測試中使用的參考阻抗的精度等等.第三部分TDR儀器使用時的注意事項TDR測量時應注意的問題選擇測試類型上升時間的設置靜電及TDR模塊的保護TDR測試類型的設定1.選定TDR及TDT模式;2.設定差分還是其他模式;3.確定測量的上升時間(Rise-Time);4.有效的校驗方式及方法;*實線為理想值,虛線為實際測量值TDR儀器中上升時間的意義TDR儀器中上升時間的意義如果TDR系統分辨率不足,間隔小或間隔緊密的不連續點可能平滑成
7、一個小小的畸變,這不但會隱藏某些不連續點,而且會導致讀數的不準確;準確的測試系統上升時間應該包括:TDR采樣頭所產生的脈沖上升時間以及探頭或連接線的上升時間.諸多因素影響到TDR系統分辨待測對象中間隔緊密不連續點的能力,而TDR測量時所發射階躍脈沖的上升時間是最重要的.1.一般情況下,我們希望TDR測量系統有一個非常快的上升時間以提供更好的測試分辨率,但在某些特定的情況下,極快的上升時間會給出誤導性結果;2.為了與實際信號保持一致,很多標準規範中都會特意強調測試時所用的上升時間;如SerialATA70ps;DVI75ps;
8、HDMI200ps等等.3.不同的儀器供應商有不同的方法來設置上升時間;設置測量時的上升時間靜電及TDR模塊的保護1.靜電產生的原因1)走路時會產生靜電;2)摩擦物品時會產生靜電;*人體可以儲存高達35000V的靜電,而10000V的人體靜電可經常存在;2.TDR模塊的原理及保護要保證更快
