TDR测试简介解析

TDR测试仪简介TDR工作原理TDR仪器在电线电缆测量中的应用TDR仪器使用时的注意事项第一部分TDR工作原理TDR仪器时域反射模式原理TDR=TimeDomainReflectometry原理:信号在某一传输路径传送，当传输路径中发生阻抗发生变化时，一部分信号会被反射,另一部分信号会继续延传输路径传输；TDR是通过测试反射波的电压幅度，从而计算出阻抗的变化；同时，只要测量出反射点到发射点的时间值，就可计算出传输路径中各点对应的阻抗值。TDR仪器的基本构成TDR系统主要由阶跃信号源及高速采样头组成；其中,阶跃信号源的上升时间决定分辨阻抗不连续点的能力；高速采样头决定阻抗变化位置的准确性。如何计算阻抗值从以上公式可知，由于入射电压为已知，故只要测量出反射点的电压值，就可计算出反射系数ρ值；而仪器的输出阻抗Z0一般都是已知,这样就可以计算出反射点的阻抗值Z值。如何计算阻抗变化点的位置TDR可测量出反射点的传输延时，由传输延时值可计算出反射点的位置：V=信号在介质中的传输速度T=TDR仪器上读取到的延时值C=光速ε=介质常数TDR经典的三个模型1.开路(OPEN)模型TDR经典三个模型2.短路(Short)模型TDR经典的三个模型3.匹配负载(Load)模型电压与时间变化示意图反射系统与时间变化示意图阻抗与时间变化示意图TDR测量阻抗不连续点示意图TDR仪器时域传模式原理TDT=TimeDomainTransmission原理:信号通过近端采样头发出信号，利用另外一个采样头在远端获取并测量电压脉冲值；TDT与TDR最大的区别是：其一，TDT必须采用两个采样头；其二，TDT信号走过的路径是TDR信号的一半；第二部分TDR在电线电缆测量中的应用TDR測量內容特性阻抗(Impedance)延時(Delay)延時差(Skew)串音(Crosstalk)上升时间(Rise-Time)特性阻抗(Impedance)1.差模阻抗(DifferentialModeImpedance)2.共模阻抗(CommonModeImpedance)3.单模阻抗(SingleEndedModeImpedance)特性阻抗(Impedance)Delay是电信号从发送端到测量端所用的时间可采用TDR及TDT两种模式进行测试DUTInOutDelay延時(Delay)Skew是指信號在不同传输链路间的延时差異，分為对间延时差（Inter-PairSkew)和对内延时差(Intra-PairSkew)。可采用TDR及TDT两种模式测试。DUTDelayInOutInOutSkew延時差(Skew)串音一般分为近端串音及远端串音两种；采用TDT模式进行测试；为防止多重反射产生信号干扰，在测试串音时必须加上终端匹配电阻。串音(Crosstalk)采样头(OUT)采样头(IN)采样头(IN)LoadRiseTime一般是指信号上升沿10%~90%区间的时间值。采用TDT模式進行測試.RiseTime上升时间(Rise-Time)0190%10%影响测试结果的因素诸多因素会影响到测试结果：TDR系統的上升时间，采样头的性能，连接线与测试治具的性能，链路中的多重反射和测试中使用的参考阻抗精度等等.第三部分TDR仪器使用时的注意事项TDR測量時应注意的问题选择测试类型上升时间的设置静电及TDR模块的保护TDR测试类型的设置1.选择TDR或TDT模式;2.设置差分或其他模式;3.设置合适的上升时间(Rise-Time);4.有效的校验方式及方法；*实线为理想值，虚线为实测值TDR仪器中上升时间的意义TDR仪器中上升时间的意义如果TDR系统分辨率不足,间隔小或间隔紧密的不连续点可能平滑成一个小小的畸变，這不但会隐藏某些不连续点，而且还会导致测试的不准确；完整的系统上升时间应该包括：TDR采样头产生脉冲的上升时间及及连接线测试治具等综合上升時間.诸多因素影响TDR系统分辨待测对象的间隔紧密不连续点的能力；而TDR测量时阶跃脉冲的上升时间是最重要的；1.一般情况下，我们希望TDR系统有一个非常快的上升时间以提供更好的测试分辨率，但在某些特定的情况下，极快的上升时间会给出误导性结果；2.国际标准规范中都会明确测试时所需的上升时间；如USB3.0200ps；DP130ps；HDMI200ps等等.3.不同的仪器供应商都有不同的方法来设置上升时间；设置合适的上升时间静电及TDR模块的保护1.静电产生的原因1)移动物品时会产生静电；2)摩擦物品时会产生静电；*人体可以储存高达35000V的静电;静电及TDR模块的保护1.静电产生的原因1)移动物品时会产生静电；2)摩擦物品时会产生静电；*人体可以储存高达35000V的静电;EOS=ExtendedOverStress增強式过载低电压EOS现象对TDR模块的损坏TDR采样头损坏前后对比静电及TDR模块的保护1.正规可靠的测试室设计；2.合理有效的接地；3.实验室合适的温度和湿度；4.合理有效的等离子风机；5.静电只能有效的预防而无法完全消除；1.由于TDR采样头无保护电路,故输入电压仅仅3V就可超出其设计极限，从而损坏采样头，而大多数静电都已大大超出在此范围;2.TDR测试平台上人员及物品的移动都会产生大量的静电;3.静电保护可以有效地减少高电压静电的出现，但仍会残余部分静电，而此类无法完全释放的静电又很容易累积,从而产生EOS过劳损坏的情况；重复多次的低电压EOS是大多数TDR采样模块损坏的最大原因。小结Angilent86100A实物图TEKTDS8000实物图TEK11801C实物图謝謝!