TDR

TDR培训资料一:TDR的基本原理图A是一个阶跃信号在传输线(如PCB的走线)上传输时的示意图。而传输线是通过电介质与GND分隔的，就像无数个微小的电容的并联。电信号到达某个位置时，就会令该位置上的电压产生变化，就像是给电容充电。因此，传输线在此位置上是有对地的电流回路的，因此就有阻抗的存在。但是该阻抗只有阶跃信号自身才能“感觉到”，这就是我们所说的特征阻抗。当传输线上出现阻抗不连续的现象时，在阻抗变化的地方阶跃信号就会产生反射的现象，如果将反射信号进行取样并显示在示波器的屏幕上，就会得出如图B所示的波形，从波形中我们可以看出一条被测试的传输线在不同位置上的阻抗变化。同时我们可以比较图2中的两个波形。这是使用两台分辨率不同的TDR设备在测试同一条传输线时获得的测试结果。对于传输线阻抗变化的反映一个明显而另一个不明显。TDR设备感知传输线阻抗不连续的分辨率取决于TDR设备所发出的阶跃信号上升时间的快慢，上升时间快所获得的分辨率就高。而TDR设备的上升时间往往和测试系统的带宽紧密相关，带宽高的测试系统有更快的上升时间。从另外一个角度来考虑，TDR设备的系统带宽限制了TDR测试的分辨率。在IPC-TM-650测试手册中对TDR设备的上升时间是按照系统上升时间(tsys)来定义的。当我们要测量一台TDR设备的系统上升时间时，我们可以短路一台TDR设备的输出，此时可以测出该TDR设备的(tsys)(上升时间以及下降时间)。例如图C的TDR设备的系统上升时间就高达28ps左右。图A：阶跃信号在传输线中的传输情况图B：TDR测试反映传输线的阻抗信息图C图D：另一台TDR设备的上升/下降时间测量结果图D是另一台TDR设备的系统上升/下降时间的测试结果，系统的上升/下降时间在38ps～40ps之间。可见不同的TDR设备在系统上升/下降时间上是有很大的区别的，由此带来的就是传输线阻抗测试分辨率的很大不同。二：量测前准备2.1进入TDR工作车间必须穿防静电服、防静电鞋、戴防静电帽子和防静电手碗，防静电手腕上的金属片必须和身体完全接触，要通过ESD综合人体测试仪上检测。2.2桌面及地面保持清洁，避免灰尘或粉屑。2.3操作前防静电手腕必须和工作桌上的接地线连接。2.4在安装测试探头之前，必须先将探头的连接电缆外壳和中心导体与机器上的ESD保护弹片接触放电（如下图所示）。ESDProtectiveplate保护弹片Cablecasing电缆外壳2.5测试探头连接通道时必须拧紧，不能松动，否则容易产生静电，打坏ESD静电模块。2.6在工作台上打开离子风扇，先对产品进行持续吹5分钟，方可测试。（测试中离子风扇保持工作状态）。三：TDR校准3.1：在测试界面Calibrate中，选择AllCalibrations（图1），显示AllCalibrations对话框（图2）。图13.2：点击calibrateLeftmodule，开始校准；出现如下图3所示，移除通道1和2上面的50Ohm保护头。图33.3点击Continue，出现提示界面，如下图4（此时禁止插拔和移动模块，否则会损毁）然后根据提示依次连接通道1和2的50ohm端接件，如下图5和图6，图4图5图63.4：根据提示（图7）取下左模块通道1和2连接的50Ohm的端件，点击continue，最后完成校准。校准结果自动保存，若此时出现不良信息。请及时通知当班技术员或工程师处理。图7四：产品测量4.1选择TDR/TDTMode，如下图8；（图8）4.2根据产品要求点击测试界面setup，选择差分differential通道后点击close，如下图9；（图9）4.3点击左下角如下图所示，设置参数后点击close，如下图10-1，10-2；（图10-1）（图10-2）4.4点击下方timedelay选项，如下图设置好参数后点击close，如下图11；（图11）4.5参数设置OK后，可进行产品测试。首先对待测产品被测点进行静电一一释放）；4.6用TDR差分测试探棒（图12所示）量测产品，垂直同时接触两个测点，并按clear键，待数据稳定后按下stop键,此时取得结果如下13-1，13-2所示。（图12）TDR差分测试探棒4.7进行量测，取得结果如下图13-1，13-2所示，并将取得数值输入相应的表格中；取值示意图13-1(平均数取值法)取值示意图13-2（marker取值法）4.8根据产品要求点击测试界面setup，选择单端singleEnded通道后点击close，如下图14；（图14）4.9点击左下角如下图所示，设置参数后点击close，如下图15；如遇到阻值过高数值无法显示出时，可把测试仪屏幕左下角通道测试条件改为50ohm/div。取值范围取得数据取得数据（图15）4.10点击下方timedelay选项，如下图设置好参数后点击close，如下图16；（图16）4.11用TDR单端测试探棒（图17所示）中间测针（信号源测针）量测产品（两针距离由外部接地测针调节使用）。垂直同时接触两个测点，并按clear键，待数据稳定后按下stop键，此时取得结果如下图18-1，18-2所示。（图17）TDR单端测试探棒4.12进行量测，取得结果如下图18-1，18-2所示，并将取得数值输入相应的表格中；取值示意图18-1(平均数取值法)取值示意图18-2（marker取值法）五：量测数据记录5.1：阻值默认状态differential为90-110Ohm，singleEnded为45-55Ohm内为标准，具体测试要求，数量请按产品流程单操作。5.2：在量测记录中出现异常请通知当班ET技术员协助处理，若确认为产品本身异常，请生产部通知相关部门及时处理（如：工艺部，设计部）取得数据六：注意事项:6.1：做好ESD防护工作，参照公司ESD标准。6.2：TDR校准板6个月更换一次（校准数据记录于TDR校准记录表中）6.3：在量测中暂停时，必须将测试探头放在一个固定位置(工作台上标示区域内),远离周围可能产生静电的物体.长时间（大于1小时）不工作时，请正常关机,取下连接线缆,安装50Ohm保护头的。6.4：在量测中更换、调整探头前，先关掉通道工作指示按键“1”和“2”或“3”和“4”（使两个通道均不工作），然后取下连接同轴线缆，再对探头连接、探针间距进行调整，最后同轴线缆经模块端口的放电装置放电后再连接模块端口，最后再打开相应的测试端口开始进行测试。