TDR-信号完整性的测量技术

TDR-获得信号完整性的测量技术
时域反射可以帮助你完成电缆、连接器、高速 PCB
走线和高速封装的设计与查错工作。用 TDR
仪器可以确保穿越系统的高速数字信号实现完整性。模拟工程师与数字工程师都需要了
解并使用这些技术。
　　要 点
　　TDR 图表示的是一段距离的阻抗。
　　现代高速仪器可以分析出毫米的距离。
　　你可以用软件将 TDR（时域反射）数据转换为 S 参数。
　　可以用 TDR 数据创建 SPICE 模型。
　　采样示波器能够以相对较低的价格，提供更宽的带宽。

　　TDR（时域反射）测量可以为一根电缆或
PCB（印制电路板）走线的信号完整性提供直接描述，以及分析 IC
的性能与故障。TDR 测量沿电缆或 PCB
走线发送一个快速脉冲，并显示返回的反射，用于表示阻抗的变化。阻抗变化可以非常
强，如开路或短路情况，或者是数 fF 这么微小，如一个 PCB 过孔。该技术以
OTDR（光
TDR）形式，利用了电子系统中介电常数与光学系统中折射率之间的等效性这一特点。
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　　TDR 的历史

　　上世纪30 年代晚期的工程师开始采用 TDR
测量土壤的介电常数与水分含量。今天，很多工程师仍然用这种技术作多种地理测量，
如地震断
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层与桥梁“冲刷”，这是在快速河流下出现的危险情况，尤其是在冰冻条件下。流水从桥
墩、埋藏设备和类似结构处带走沉积物，造成这种情况（参考文献 1、参考文献 2
和参考文献 3）。二战以后，工程师用独立的脉冲发生器和示波器完成 TDR
测试。数字逻辑芯片生成 5V 摆幅的脉冲，制造出足以被检测到的反射。上世纪60
年代末有一项重要进步，当时的惠普公司（现在的Agilent）推出了用于其
140主示波器的1415A插入式仪器。这款高性能仪器第一次在一部装置中集成了脉冲发生
器和采样头