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隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對各數(shù)字接口的速度要求越來越高，對
信號完整性的要求隨之越來越嚴(yán)苛。
控制阻抗，是信號完整性重要要求之一，TDR是測量特性阻抗的基本技術(shù)。今天就來介紹下TDR測量的基本原理與應(yīng)用。
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TDR（Time Domain Reflectometry ）稱為
時(shí)域反射計(jì)，是利用信號的反射來評估鏈路中阻抗變化的程度。它基本的工作原理見下圖：
TDR測試設(shè)備的輸出阻抗是50歐姆，通過50Ω線纜連接到待測鏈路DUT，設(shè)備輸出一個(gè)上升沿非常抖的階躍信號給待測的傳輸環(huán)境，如果待測傳輸環(huán)境阻抗不連續(xù)，那么將會發(fā)生反射（正反射或負(fù)反射），反射的信號被采樣，設(shè)備把待測環(huán)境的反射與標(biāo)準(zhǔn)阻抗生產(chǎn)的反射進(jìn)行比較，就可以得到阻抗變化量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)阻抗測量。
下圖是阻抗不連續(xù)時(shí)典型的時(shí)域波形圖，圖中是發(fā)生了正反射，
綠色信號是理想的信號，紅色是實(shí)際反射后的信號，可以看到在信號的上升/下降邊沿產(chǎn)生了振鈴。
這里額外介紹下，在使用示波器測量信號時(shí)，如果使用了較長的地線，會使得測量鏈路中環(huán)路電感增加，發(fā)生諧振，也會引起震蕩，使得測試不準(zhǔn)確，因此在測量要求比較嚴(yán)格時(shí)，要使用接地彈簧進(jìn)行信號測量。
下面以實(shí)際采集波形來具體介紹TDR的應(yīng)用，TDR設(shè)備連接到開路的終端，根據(jù)反射系數(shù)公式：
Z1=50Ω，Z2為開路，此時(shí)Z2阻抗為無窮大，是正反射，反射系數(shù)=1，那么入射的電壓的幅度Vinc，到達(dá)終端時(shí)幅值就會全反射，入射信號和反射信號疊加為2Vinc，在下圖中，250mV的信號，達(dá)到終端后變?yōu)?00mV，這就是終端開路，阻抗無窮大時(shí)，終端端接無效的時(shí)域波電壓波形。
由TDR原理可知，TDR除了可以測量阻抗，
當(dāng)然也可以測量距離，比如測量線路長度。
下面看下終端開路時(shí)的阻抗波形，
反射1是設(shè)備接入待測鏈路的連接點(diǎn)，從阻抗曲線可以看出，連接點(diǎn)阻抗突變，信號會產(chǎn)生一次反射，
在全反射位置處，鏈路是開路狀態(tài)，此時(shí)阻抗為無窮大。
在反射1和全反射之間可以看到時(shí)間大約相差500ps，由于TDR的測量過程，是設(shè)備輸出信號到終端再反射回來的過程，
因此信號走了雙倍線路長度，那么信號走的單程時(shí)間就是500/2=250ps。
在普通FR4類PCB中，信號的速度大于是6 inch/ns (0.01524 cm/ps)，高速板材介電常數(shù)小一點(diǎn)，信號速度略高一些。如果是FR4板材的話，那么就可以估算出走線的長度，大約是，0.01524*(500/2)=3.81cm。
以上就是TDR阻抗測量的基本原理與應(yīng)用。
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