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时域反射计的工作原理

传统时域反射计工作原理
时域反射计TDR是最常用的测量传输线特征阻抗的仪器,它是利用时域反射的原理进行特性阻抗的测量。
图1是传统TDR工作原理图。

图1  时域反射计TDR工作原理



回帖(3)

章应苞

2019-7-1 17:17:11
TDR包括三部分组成:
1)  快沿信号发生器:
典型的发射信号的特征是:幅度200mv,上升时间35ps,频率250KHz方波。
2)  采样示波器:
通用的采样示波器.
3)  探头系统:
连接被测件和TDR仪器。
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董英灏

2019-7-1 17:17:17
测试信号的运行特征参考图2所示。由阶跃源发出的快边沿信号注入到被测传输线上,如果传输线阻抗连续,这个快沿阶跃信号就沿着传输线向前传播。当传输线出现阻抗变化时,阶跃信号就有一部分反射回来,一部分继续往前传播。反射回来的信号叠加到注入的阶跃信号,示波器可采集到这个信号。因为反射回来的信号和注入的信号有一定的时间差,所以示波器采集到的这个叠加信号的边缘是带台阶的,这个台阶反映了信号传播反射的时间关系,与传输线电长度对应。

图2  TDR测试信号在传输线上的运动特征
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李阳

2019-7-1 17:17:24
图3是计算被测传输线特征阻抗的计算公式。当示波器采集到这个叠加信号后,容易去掉注入的信号(有些TDR仪器注入信号是从-200mv到0v的,所以示波器采集到的边沿台阶就是反射回来的信号)。这样容易通过图中公式计算出反射系数,由反射系数通过图中公式(测试系统的阻抗是50欧姆)容易计算出发生反射电压点的负载阻抗。

图3  TDR计算被测件特征阻抗的计算公式
TDR比较有意义的一点是,示波器采集到了每一点的反射电压(如果因为阻抗匹配而无反射,则假设反射的电压为0v),从而示波器屏幕上显示了一条TDR曲线,这个曲线与传输线的每一点有一一对应关系。从这个曲线上可以读出传输线上每一点的特征阻抗。如果知道有效介电常数,可以计算出/读出每一点距离测试点的具体长度,如图14所示。
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