时域反射测试技术，时域反射计TDR原理详细解析

很多朋友对时域反射测试技术，时域反射计TDR原理详细解析不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

早在20世纪60年代，就产生了时域反射仪(TDR)技术。该技术包括产生沿传输线传播的时间步长电压。示波器用于检测阻抗的反射，测量输入电压与反射电压的比值，从而计算出不连续阻抗。传统时域反射仪TDR的缺点传统TDR可以作为定性的工具。以下是影响其准确性和实用性的局限性：1 .有限上升时间2。采样示波器的同步抖动3。信噪比差。

4.大的阶跃电压会损坏有源器件。5.传统时域反射仪工作原理需要DC路径TDR是测量传输线特性阻抗最常用的仪器，它利用时域反射的原理来测量特性阻抗。图1是传统TDR的示意图。图1时域反射仪TDR的工作原理TDR由三部分组成：1)快沿信号发生器：典型的发射信号特征为幅度为200mv、上升时间为35ps、频率为250KHz的方波。2)采样示波器：通用采样示波器。

3)探针系统：将被测零件与TDR仪器连接。

测试信号的工作特性如图2所示。来自阶跃源的快速边沿信号被注入待测传输线路。如果传输线的阻抗是连续的，快速边沿阶跃信号将沿着传输线传播。当传输线的阻抗改变时，一部分阶跃信号将被反射回来，一部分将继续传播。反射信号叠加在注入的阶跃信号上，可以用示波器采集。

由于反射信号与注入信号之间存在一定的时间差，示波器采集到的叠加信号边缘呈阶梯状，反映了信号传播与反射的时间关系，对应于传输线的电气长度。

图2 TDR测试信号在传输线上的运动特性图3是计算待测传输线特性阻抗的计算公式。示波器在采集这种叠加信号时，很容易去除注入信号(有些TDR仪器注入的信号从-200mv到0v，所以示波器采集到的边沿阶跃就是反射信号)。这样通过图中的公式就可以很容易的计算出反射系数，通过图中的公式就可以很容易的计算出反射电压点的负载阻抗(测试系统的阻抗为50欧姆)。

图3计算被测部分特性阻抗的TDR计算公式更有意义的是示波器采集各点的反射电压(如果由于阻抗匹配没有反射，则假定反射电压为0v)，从而在示波器屏幕上显示出一条TDR曲线，与传输线各点一一对应。从这条曲线可以读出传输线上各点的特性阻抗。如果有效介电常数已知，则可以计算/读取测试点各点的具体长度，如图4所示。

因此，TDR仪不仅可以用来测量输电线路的特性阻抗，还可以帮助定位断点或短路点的具体位置。例如，一些工程师使用TDR来检查计算机和消费电子设备上的柔性电缆是否存在断点或短路点。

计算机和消费电子设备使用大量柔性电缆来传输高速信号(例如连接到显示屏的柔性电缆)。这种软电缆的每根电缆都是小同轴电缆，在生产中容易短路或短路。TDR仪器可以帮助检查和定位问题。

当图4的TDR曲线和一对待测传输线中存在寄生电容和电感(如过孔)时，寄生参数引起的阻抗不连续性可以反映在TDR曲线上，这些阻抗不连续性曲线可以等效为电容、电感或其组合的模型，因此TDR也可以用于互连建模，寄生电感或电容可以直接在仪器上读出，也可以通过仿真软件建立更详细的模型，如图5所示。图5寄生电容或电感可以从TDR曲线上的波动计算出来。

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