tdr测试的原理及方法介绍
TDR概述TDR是多个英文单词的缩写,包括:Time-Domain Reflectometry—时域反射技术,一种对反射波进行分析的遥控测量技术,在遥控位置掌握被测量物件的状况。TDR主要由三部分构成:快沿信号发生器,采样示波器和探头系统。
TDR测试原理及测试方法随着数字电路工作速度得提高,PCB板上信号的传输速率也越来越高,如PCI-Express的信号速率已经达到2.5Gb/sSATA的信号速率已经达到3Gb/s,新的标准如PCI-Express IIXAUI10G以太网的工作速率更高。随着数据速率的提高,信号的上升时间会更快。当快上升沿的信号在电路板上遇到一个阻抗不连续点时就会产生更大的反射,这些信号的反射会改变信号的形状,因此线路阻抗是影响信号完整性的一个关键因素。对于高速电路板来说,很重要的一点就是要保证在信号传输路径上阻抗的连续性,从而避免信号产生大的反射。相应的,对于测试来说也需要测试高速电路板的信号传输路径上阻抗的变化情况并分析问题原因,从而更好地定位问题,例如PCI-ExpressSATA等标准都需要精确测量传输线路的阻抗。下表是SATA对于系统内连接的电缆和连接器的阻抗和衰减的要求:
要进行阻抗测试,一个快捷有效地方法就是TDR(时域反射计)方法。TDR的工作原理是基于
传输线理论,工作方式有点象雷达。如下图所示,当有一个阶跃脉冲加到被测线路上,在阻抗不连续点就会产生反射,已知源阻抗Z0,则根据反射系数ρ就可以计算出被测点阻抗ZL的大小。
最简单的TDR测量配置是在宽带示波器的模块中增加一个阶跃脉冲发生器。阶跃脉冲发生器发出一个快上升沿的阶跃脉冲,同时接收模块采集反射信号的时域波形。如果被测件的阻抗是连续的,则信号没有反射,如果有阻抗的变化,就会有信号反射回来。根据反射回波的时间可以判断阻抗不连续点距接收端的距离,根据反射回来的幅度可以判断相应点的阻抗变化。下图是TDR的工作方式和对一个被测件的TDR波形。