TDR線(xiàn)纜診斷技術(shù)的測試原理
TDR線(xiàn)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(guò)向傳輸路徑中發(fā)送一個(gè)脈沖或者階躍信號,當傳輸路徑中發(fā)生阻抗變化時(shí), 部分能量會(huì )被反射, 剩余的能量會(huì )繼續傳輸。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(shí)只要測量由發(fā)射到反射波再到達發(fā)射點(diǎn)的時(shí)間差就可以計算阻抗變化的相位。
圖(1) TDR示意圖
根據反射原理,反射系數公式如下:
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標準電阻,Vrefelected和Vincident分別是反射波幅度和入射波幅度,可以通過(guò)示波器測得,算出反射系數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(lái)再來(lái)看看待測器件的電氣長(cháng)度如何計算。
TDR產(chǎn)生一個(gè)階躍信號到待測器件中,會(huì )產(chǎn)生入射波,入射波經(jīng)過(guò)時(shí)延TD之后在待測器件中遇到阻抗不連續的地方,又會(huì )產(chǎn)生發(fā)射波,反射波將會(huì )疊加在入射波上,再經(jīng)過(guò)時(shí)延TD到達TDR的輸出端。
通過(guò)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(xiàn),如圖(3),圖(4)
圖(3) 電壓曲線(xiàn)
圖(4) 阻抗曲線(xiàn)
在圖(4)中可以看到,當負載呈容性不連續時(shí),阻抗會(huì )偏低;當負載呈感性不連續時(shí),阻抗會(huì )偏高。PCB中常見(jiàn)的阻抗不連續的地方, 過(guò)孔、焊盤(pán)、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
圖(6) 容性阻抗不連續
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