TDR顧名思義，TDR (Time Domain Reflectometry) 是一種時域技術(shù),，需要使用示波器進行信號測量和分析,。采樣示波器因其優(yōu)異的時間分辨率而常被采用,。然而，實時示波器在調(diào)試和驗證中更為常用,，因此能夠使用這些"日常"的示波器應(yīng)用TDR技術(shù)具有重要價值,。

6系列MSO提供的10GHz帶寬使其成為TDR的理想選擇。為更好地理解測量系統(tǒng)上升時間與TDR分辨率之間的關(guān)系,，詳見‘附錄A：帶寬對TDR的影響’,。

對于激勵信號，需要脈沖/階躍發(fā)生器,。單端測量使用單源,，差分測量使用雙源。理想的發(fā)生器能產(chǎn)生非?？焖俚倪呇兀葱〉纳仙拖陆禃r間）,。為避免測量系統(tǒng)偽影，需要使用高質(zhì)量電纜和功分器,。Picotest J2154A TDR源內(nèi)置分離器,，支持單端和差分TDR測量。

示波器上的應(yīng)用軟件可簡化校準、設(shè)置和測量流程,。

本指南使用以下儀器：

配備10GHz帶寬和6-TDR時域反射測量分析軟件選項的泰克6系列B MSO

集成階躍發(fā)生器的Picotest J2154A PerfectPulse® 差分TDR

匹配的50Ω電纜

圖10展示了使用DUT,、Picotest J2154A TDR單元和泰克6系列MSO實時示波器的典型TDR設(shè)置。

圖10. 使用實時示波器和PicotestTDR進行差分TDR測量的設(shè)置,。

使用示波器進行TDR測量時,，工程師可選擇單端或差分探測技術(shù)。單端探測涉及將一個探頭連接到信號線,，而差分探測需要兩個探頭來測量差分對上的電壓。差分阻抗測量使工程師能夠分析信號完整性的各個方面,，如共模噪聲抑制,。此外，差分TDR對于兩端口特性分析非常有用,，無論是兩個單端走線之間的串擾還是差分對之間的耦合,。

圖11. 采用6系列B MSO示波器配合Picotest J2154A PerfectPulse™ TDR和Picotest P2105A單端口低噪聲TDR探頭搭建的單端TDR測試系統(tǒng)。

6系列MSO可配備6-TDR時域反射測量分析軟件選項,。該軟件簡化了配置,、校準、計算和縮放過程,，還能生成測量結(jié)果,。安裝后，TDR測量將作為時間測量組的一部分出現(xiàn),，如圖12所示,。添加TDR測量后，雙擊測量標記將顯示圖13所示的配置界面,。該軟件支持使用Picotest J2154A作為脈沖發(fā)生器進行單端和差分TDR測量,。

圖12. 在4、5或6系列MSO上安裝TDR測量分析軟件后,，用戶可通過"Time Measurements"功能組調(diào)用TDR測量功能,。

圖13. TDR測量可支持單端或差分兩種測量模式。

準備進行TDR測量：預(yù)設(shè)和校準

配置示波器和歸一化是進行實際測量前的重要步驟,。必須對整個系統(tǒng)（直至探頭端或電纜末端）進行校準,，以消除測量系統(tǒng)影響，從而僅關(guān)注DUT中的阻抗變化,。傳統(tǒng)上,，TDR系統(tǒng)使用開路、負載和短路連接進行校準,。然而,，泰克MSO上的TDR測量分析軟件允許通過單步補償，利用從入射和反射波形收集的信息完成校準。TDR測量分析軟件中的TDR預(yù)設(shè)功能可自動配置示波器設(shè)置并歸一化rho波形,。

圖14. 校準時需保持探頭或電纜遠端處于開路狀態(tài),。

配置示波器

在進行實際校準之前，必須將示波器通道設(shè)置為50 Ω端接,，并確保水平刻度和采樣率設(shè)置能夠捕獲最佳信號,。此外，垂直刻度必須設(shè)置為確保以最佳精度采集信號,。波形平均有助于提高垂直分辨率,，軟件將示波器配置為每次測試平均20個TDR波形。所有這些步驟都通過點擊TDR預(yù)設(shè)按鈕完成,。示波器配置完成后,，預(yù)設(shè)功能將歸一化反射系數(shù)(ρ)波形。

TDR歸一化

TDR歸一化是進行TDR測量前的重要步驟,。在歸一化過程中,，任何信號偏移和幅度誤差都會被校正。

從電壓波形計算ρ波形的公式為：

其中：

v(t) = 入射+反射波形的電壓采樣值

Vmean = 反射前電壓波形的平均值,。Vmean在圖15中Meas1指示的Z0區(qū)域測量,。

Vamp = 入射階躍電壓波形的幅度。Vamp是圖15中Meas2標注描述的波形幅度,。

請注意,，來自Picotest J2154A脈沖發(fā)生器的入射電壓波形是一個負脈沖。計算也相應(yīng)地進行,。

圖15：基于開路狀態(tài)下階躍信號電壓波形的均值與幅值測量結(jié)果生成的歸一化Rho波形,。

由于ρ與阻抗(Z)之間固有的非線性關(guān)系（如圖16所示），即使ρ波形中的微小誤差也可能導(dǎo)致最終阻抗波形的顯著不準確,。因此,，必須進行適當?shù)臍w一化。

圖16：如圖所示,，阻抗Z與反射系數(shù)ρ呈非線性關(guān)系,，這意味著ρ波形的微小誤差可能導(dǎo)致Z波形的顯著失真。

歸一化后,，將創(chuàng)建如圖15下部波形所示的Rho波形ρ(t),。輸入信號將是一個從0V（短路）到-125mV（負載）和-250mV（開路）的負階躍。在Rho刻度上,，這些波形被轉(zhuǎn)換為-1到+1的范圍,，其中-1ρ代表短路，0ρ代表50Ω負載,，+1ρ代表開路,。