TDR測(cè)試簡(jiǎn)介綜述

1、TDR測(cè)試儀簡(jiǎn)介測(cè)試儀簡(jiǎn)介 u TDR工作原理工作原理u TDR儀器在電線電纜測(cè)量中的儀器在電線電纜測(cè)量中的應(yīng)用應(yīng)用u TDR儀器使用時(shí)的注意事項(xiàng)儀器使用時(shí)的注意事項(xiàng) 第一部分第一部分 TDR工作原理工作原理uTDR儀器時(shí)域反射模式原理儀器時(shí)域反射模式原理TDR=Time Domain Reflectometry原理原理:信號(hào)在某一傳輸路徑傳送，當(dāng)傳輸路徑中發(fā)生阻抗發(fā)生變化時(shí)，一部分信號(hào)會(huì)被反射,另一部分信號(hào)會(huì)繼續(xù)延傳輸路徑傳輸；TDR是通過測(cè)試反射波的電壓幅度，從而計(jì)算出阻抗的變化；同時(shí)，只要測(cè)量出反射點(diǎn)到發(fā)射點(diǎn)的時(shí)間值，就可計(jì)算出傳輸路徑中各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的阻抗值。uTDR儀器的基本構(gòu)成儀器的基本

2、構(gòu)成 TDR系統(tǒng)主要由階躍信號(hào)源及高速采樣頭組成 ； 其中,階躍信號(hào)源的上升時(shí)間決定分辨阻抗不連續(xù)點(diǎn)的能力；高速采樣頭決定阻抗變化位置的準(zhǔn)確性。u如何如何計(jì)算計(jì)算阻抗值阻抗值 從以上公式可知，由于入射電壓為已知，故只要測(cè)量出反射點(diǎn)的電壓值，就可計(jì)算出反射系數(shù)值；而儀器的輸出阻抗Z0 一般都是已知,這樣就可以計(jì)算出反射點(diǎn)的阻抗值Z值。u如何如何計(jì)算阻抗變化點(diǎn)的位置計(jì)算阻抗變化點(diǎn)的位置 TDR可測(cè)量出反射點(diǎn)的傳輸延時(shí)，由傳輸延時(shí)值可計(jì)算出反射點(diǎn)的位置： V=信號(hào)在介質(zhì)中的傳輸速度 T=TDR儀器上讀取到的延時(shí)值 C=光速 = 介質(zhì)常數(shù)uTDR經(jīng)典的三個(gè)模經(jīng)典的三個(gè)模型型 1. 開路(OPEN)模型

3、uTDR經(jīng)典經(jīng)典三三個(gè)個(gè)模型模型 2. 短路(Short)模型uTDR經(jīng)典的三個(gè)經(jīng)典的三個(gè)模型模型 3. 匹配負(fù)載(Load)模型u電壓與時(shí)間變化示意圖電壓與時(shí)間變化示意圖u反射反射系統(tǒng)與時(shí)間變化示意圖系統(tǒng)與時(shí)間變化示意圖u阻抗阻抗與時(shí)間變化示意圖與時(shí)間變化示意圖uTDR測(cè)量阻抗不連續(xù)點(diǎn)示意圖測(cè)量阻抗不連續(xù)點(diǎn)示意圖uTDR儀器時(shí)域傳模式原理儀器時(shí)域傳模式原理TDT=Time Domain Transmission原理原理: 信號(hào)通過近端采樣頭發(fā)出信號(hào)，利用另外一個(gè)采樣頭在遠(yuǎn)端獲取并測(cè)量電壓脈沖值； TDT與TDR最大的區(qū)別是：其一，TDT必須采用兩個(gè)采樣頭；其二，TDT信號(hào)走過的路徑是TDR信

4、號(hào)的一半； 第二部分第二部分 TDR在電線電纜測(cè)量中的應(yīng)用在電線電纜測(cè)量中的應(yīng)用uTDR測(cè)量?jī)?nèi)容特性阻抗 (Impedance)延時(shí) (Delay)延時(shí)差 (Skew)串音 (Crosstalk)上升時(shí)間(Rise-Time)u特性阻抗特性阻抗(Impedance) 1. 差模阻抗(Differential Mode Impedance ) 2. 共模阻抗(Common Mode Impedance) 3. 單模阻抗(Single Ended Mode Impedance)u特性阻抗特性阻抗(Impedance) Delay是電信號(hào)從發(fā)送端到測(cè)量端所用的時(shí)間 可采用TDR及TDT兩種模式進(jìn)行測(cè)

5、試 DUTInOut Delayu延時(shí)延時(shí)(Delay)Skew是指信號(hào)在不同傳輸鏈路間的延時(shí)差異，分為對(duì)間延時(shí)差（Inter-Pair Skew)和對(duì)內(nèi)延時(shí)差(Intra-Pair Skew)。可采用TDR及TDT兩種模式測(cè)試。DUT DelayInOutInOutSkewu延時(shí)差延時(shí)差(Skew) 串音一般分為近端串音及遠(yuǎn)端串音兩種； 采用TDT模式進(jìn)行測(cè)試；為防止多重反射產(chǎn)生信號(hào)干擾，在測(cè)試串音時(shí)必須加上終端匹配電阻。u串音串音(Crosstalk)采樣頭(OUT)采樣頭(IN)采樣頭(IN)Load Rise Time一般是指信號(hào)上升沿10%90%區(qū)間的時(shí)間值。 采用TDT模式進(jìn)行測(cè)試

6、.Rise Timeu 上升上升時(shí)間時(shí)間(Rise-Time)0190%10%u影響測(cè)試結(jié)果的因素影響測(cè)試結(jié)果的因素 諸多因素會(huì)影響到測(cè)試結(jié)果：TDR系統(tǒng)的上升時(shí)間，采樣頭的性能，連接線與測(cè)試治具的性能，鏈路中的多重反射和測(cè)試中使用的參考阻抗精度 等等. 第三部分第三部分 TDR儀器使用時(shí)的注意事項(xiàng)儀器使用時(shí)的注意事項(xiàng)uTDR測(cè)量時(shí)應(yīng)注意的問題選擇測(cè)試類型上升時(shí)間的設(shè)置靜電及TDR模塊的保護(hù)uTDR測(cè)試類型的設(shè)置測(cè)試類型的設(shè)置 1. 選擇TDR或TDT模式 ; 2. 設(shè)置差分或其他模式 ; 3. 設(shè)置合適的上升時(shí)間(Rise-Time) ; 4. 有效的校驗(yàn)方式及方法；*實(shí)線為理想值，虛線為實(shí)

7、測(cè)值實(shí)線為理想值，虛線為實(shí)測(cè)值uTDR儀器中上升時(shí)間的意義儀器中上升時(shí)間的意義uTDR儀器中上升時(shí)間的意義儀器中上升時(shí)間的意義如果TDR系統(tǒng)分辨率不足, 間隔小或間隔緊密的不連續(xù)點(diǎn)可能平滑成一個(gè)小小的畸變， 這不但會(huì)隱藏某些不連續(xù)點(diǎn)，而且還會(huì)導(dǎo)致測(cè)試的不準(zhǔn)確；完整的系統(tǒng) 上升時(shí)間應(yīng)該包括：TDR采樣頭產(chǎn)生脈沖的上升時(shí)間及及連接線 測(cè)試治具 等 綜合 上升時(shí)間.諸多因素影響TDR系統(tǒng)分辨待測(cè)對(duì)象的間隔緊密不連續(xù)點(diǎn)的能力；而TDR測(cè)量時(shí)階躍脈沖的上升時(shí)間是最重要的； 1. 一般情況下，我們希望TDR系統(tǒng)有一個(gè)非?？斓纳仙龝r(shí)間以提供更好的測(cè)試分辨率，但在某些特定的情況下，極快的上升時(shí)間會(huì)給出誤導(dǎo)性結(jié)

8、果； 2. 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中都會(huì)明確測(cè)試時(shí)所需的上升時(shí)間；如 USB3.0 200ps；DP 130ps；HDMI 200ps等等. 3. 不同的儀器供應(yīng)商都有不同的方法來(lái)設(shè)置上升時(shí)間；u設(shè)置合適的上升時(shí)間設(shè)置合適的上升時(shí)間u靜電及靜電及TDR模塊的保護(hù)模塊的保護(hù)1.靜電產(chǎn)生的原因 1) 移動(dòng)物品時(shí)會(huì)產(chǎn)生靜電； 2) 摩擦物品時(shí)會(huì)產(chǎn)生靜電； *人體可以儲(chǔ)存高達(dá)35000V的靜電; u靜電及靜電及TDR模塊的保護(hù)模塊的保護(hù)1.靜電產(chǎn)生的原因 1) 移動(dòng)物品時(shí)會(huì)產(chǎn)生靜電； 2) 摩擦物品時(shí)會(huì)產(chǎn)生靜電； *人體可以儲(chǔ)存高達(dá)35000V的靜電; EOS=Extended Over Stress 增強(qiáng)式過載u低電壓低電壓EOS現(xiàn)象對(duì)現(xiàn)象對(duì)TDR模塊的損壞模塊的損壞TDR采樣頭損壞前后對(duì)比采樣頭損壞前后對(duì)比u靜電及靜電及TDR模塊的保護(hù)模塊的保護(hù)1. 正規(guī)可靠的測(cè)試室設(shè)計(jì) ；2. 合理有效的接地；3. 實(shí)驗(yàn)室合適的溫度和濕度；4. 合理有效的等離子風(fēng)機(jī)；5. 靜電只能有效的預(yù)防而無(wú)法完全消除； 1. 由于TDR采樣頭無(wú)保護(hù)電路,故輸入電壓僅僅3V就可超出其設(shè)計(jì)極限，從而損壞采樣頭，而大多數(shù)靜電都已大大超出在此范圍;2. TDR測(cè)試平臺(tái)上人員及物品的移動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生大量的靜電;3. 靜電保護(hù)可以有效地減少高電壓