TDR線纜診斷技術(shù)的測試原理

        奈圖爾科技（www.ntooler.com）整理消息：TDR通過向傳輸路徑中發(fā)送一個脈沖或者階躍信號，當(dāng)傳輸路徑中發(fā)生阻抗變化時， 部分能量會被反射， 剩余的能量會繼續(xù)傳輸。只要知道發(fā)射波的幅度及測量反射波的幅度，就可以計算阻抗的變化。同時只要測量由發(fā)射到反射波再到達(dá)發(fā)射點的時間差就可以計算阻抗變化的相位。

圖（1） TDR示意圖

根據(jù)反射原理，反射系數(shù)公式如下：

公式（1）

        公式（1）中，ZDUT是待測器件的阻抗，Z0是TDR的輸出阻抗，通常為50ohm標(biāo)準(zhǔn)電阻，Vrefelected和Vincident分別是反射波幅度和入射波幅度，可以通過示波器測得，算出反射系數(shù)ρ，從而算出待測器件的阻抗ZDUT。

        算出待測器件的阻抗，接下來再來看看待測器件的電氣長度如何計算。

        TDR產(chǎn)生一個階躍信號到待測器件中，會產(chǎn)生入射波，入射波經(jīng)過時延TD之后在待測器件中遇到阻抗不連續(xù)的地方，又會產(chǎn)生發(fā)射波，反射波將會疊加在入射波上，再經(jīng)過時延TD到達(dá)TDR的輸出端。

        通過仿真工具模擬TDR，如圖（2）

圖（2） 模擬TDR

        模擬采樣示波器上看到的電壓和阻抗曲線，如圖（3），圖（4）

圖（3） 電壓曲線

圖（4） 阻抗曲線

        在圖（4）中可以看到，當(dāng)負(fù)載呈容性不連續(xù)時，阻抗會偏低；當(dāng)負(fù)載呈感性不連續(xù)時，阻抗會偏高。PCB中常見的阻抗不連續(xù)的地方， 過孔、焊盤、拐角通常呈容性，跨分割處、breakout等通常呈感性。

圖（5） 感性阻抗不連續(xù)

圖（6） 容性阻抗不連續(xù)