TDR on lyhenne sanoista time-domain reflectometry (aika-aluereflektometria). Se on etämittaustekniikka, joka analysoi heijastuneita aaltoja ja oppii mitattavan kohteen tilan etäohjauspisteessä. Lisäksi on olemassa aika-aluereflektometria, aikaviiverele ja lähetystietorekisteri, jota käytetään pääasiassa tietoliikenneteollisuudessa varhaisessa vaiheessa tietoliikennekaapelin katkoskohdan havaitsemiseen, joten sitä kutsutaan myös "kaapelinilmaisimeksi". Aika-aluereflektometri on elektroninen laite, joka käyttää aika-aluereflektometriä metallikaapeleiden (esimerkiksi kierrettyjen parikaapeleiden tai koaksiaalikaapeleiden) vikojen karakterisointiin ja paikantamiseen. Sitä voidaan käyttää myös liittimien, piirilevyjen tai muiden sähköpolkujen epäjatkuvuuksien paikantamiseen.
E5071c-tdr-käyttöliittymä voi luoda simuloidun silmäkartan ilman erillistä koodigeneraattoria; Jos tarvitset reaaliaikaista silmäkarttaa, lisää signaaligeneraattori mittauksen suorittamiseksi! E5071C:ssä on tämä toiminto.
Signaalinsiirtoteorian yleiskatsaus
Viime vuosina digitaalisten viestintästandardien bittinopeuden nopean parantumisen myötä esimerkiksi yksinkertaisin kuluttajille tarkoitettu USB 3.1 -bittinopeus on saavuttanut jopa 10 Gbps:n; USB4:n bittinopeus on noussut 40 Gbps:ään. Bittinopeuden parantuminen on tuonut mukanaan ongelmia, joita perinteisissä digitaalisissa järjestelmissä ei ole koskaan ennen nähty. Heijastukset ja häviöt voivat aiheuttaa digitaalisen signaalin vääristymistä, mikä johtaa bittivirheisiin. Lisäksi laitteen oikean toiminnan varmistamiseksi hyväksyttävän aikamarginaalin lyhentymisen vuoksi signaalitien ajoituspoikkeamasta tulee erittäin merkittävä. Säteilysähkömagneettinen aalto ja hajakapasitanssin tuottama kytkentä johtavat ylikuulumiseen ja saavat laitteen toimimaan väärin. Kun piirit pienenevät ja tiivistyvät, tästä tulee ongelmallisempi. Tilannetta pahentaa se, että syöttöjännitteen pieneneminen johtaa alhaisempaan signaali-kohinasuhteeseen, mikä tekee laitteesta alttiimman kohinalle.
TDR:n pystysuora koordinaatti on impedanssi
TDR syöttää askelaallon portista piiriin, mutta miksi TDR:n pystysuuntainen yksikkö ei ole jännite vaan impedanssi? Jos se on impedanssi, miksi nouseva reuna näkyy? Mitä mittauksia TDR tekee Vector Network Analyzerin (VNA) avulla?
VNA on laite mitattavan osan (DUT) taajuusvasteen mittaamiseen. Mittauksessa mitattavaan laitteeseen syötetään sinimuotoinen herätesignaali, ja mittaustulokset saadaan laskemalla tulosignaalin ja lähetyssignaalin (S21) tai heijastuneen signaalin (S11) välinen vektoriamplitudisuhde. Laitteen taajuusvasteen ominaisuudet voidaan saada skannaamalla tulosignaalia mitatulla taajuusalueella. Kaistanpäästösuodattimen käyttö mittausvastaanottimessa voi poistaa kohinaa ja ei-toivottuja signaaleja mittaustuloksesta ja parantaa mittaustarkkuutta.
Kaaviokuva tulosignaalista, heijastuneesta signaalista ja lähetyssignaalista
Datan tarkistamisen jälkeen havaittiin, että TDR-instrumentti normalisoi heijastuneen aallon jännitteen amplitudin ja vastasi sitä impedanssilla. Heijastuskerroin ρ on yhtä suuri kuin heijastunut jännite jaettuna tulojännitteellä; Heijastus tapahtuu, kun impedanssi on epäjatkuva, ja takaisin heijastunut jännite on verrannollinen impedanssien väliseen erotukseen ja tulojännite on verrannollinen impedanssien summaan. Näin ollen meillä on seuraava kaava. Koska TDR-instrumentin lähtöportti on 50 ohmia, Z0 = 50 ohmia, joten Z voidaan laskea eli TDR:n impedanssikäyrä saadaan piirtämällä se.
Näin ollen yllä olevassa kuvassa signaalin alkuvaiheessa havaittu impedanssi on paljon pienempi kuin 50 ohmia, ja kulmakerroin on vakaa nousevalla reunalla, mikä osoittaa, että havaittu impedanssi on verrannollinen signaalin eteenpäin etenemisen aikana kuljettuun matkaan. Tänä aikana impedanssi ei muutu. Mielestäni on melkoisen harhaanjohtavaa sanoa, että nousevaa reunaa pidetään ikään kuin se imeytyisi impedanssin laskun jälkeen ja lopulta hidastuisi. Seuraavalla matalan impedanssin polulla se alkoi osoittaa nousevan reunan ominaisuuksia ja jatkoi nousuaan. Ja sitten impedanssi ylittää 50 ohmia, joten signaali ylittää hieman, sitten se palaa hitaasti takaisin ja lopulta vakiintuu 50 ohmiin, ja signaali on saavuttanut vastakkaisen portin. Yleisesti ottaen aluetta, jossa impedanssi laskee, voidaan pitää kapasitiivisena kuormituksena maassa. Aluetta, jossa impedanssi äkillisesti kasvaa, voidaan pitää induktorin sarjassa.
Julkaisun aika: 16. elokuuta 2022
