TDR(Time Domain Reflectometry),即时域反射计,被广泛用于信号完整性、生产测试领域,以分析测试线缆、PCB走线、连接器等的特征阻抗、不连续断点导致的反射、长度等。如下图1所示,TDR一般由一个快沿脉冲发生器、A/D数据采集部件、算法软件等构成。业内主流的TDR设备都是基于采样示波器配合快沿脉冲发生器模块来实现TDR功能的,因为采样示波器成本相对较低而且其具有非常高的等效采样率和ADC分辨率,很适合重复快沿脉冲的测试。TDR设备发出一个非常陡峭的快沿脉冲(通常为几十个ps),从被测件DUT的一端向另外一段传播,传播过程中如果遇到不连续点,则会产生反射信号,TDR设备会根据采集到的反射信号和入射信号之间的关系分析出不连续点的反射情况、位置等,下图2所示为使用TDR设备测量得到的阻抗曲线,垂直轴一般为欧姆或者电压幅度,水平轴一般为时间或者距离,波形中隆起振荡的部分为被测件中的不连续点。
图1 TDR测量设置
图2 TDR测量波形
Pico Technology(英国比克科技)的TDR设备是一个新的面孔,具有小巧(模块化的、基于PC控制的设备)、更高性价比、易于集成等优势(40ps/60ps上升时间、单端或者差分TDR)。如下图3所示。TDR设备作为采样示波器使用时带宽可达20GHz,16位ADC分辨率,两个通道。其最高25GHz带宽的采样示波器亦可以配合比克科技独立的脉冲发生器PG911/PG912/PG914系列实现TDR测试的功能。
图3 PicoScope 9311 TDR方案
下图4和下图5所示为使用英国比克科技(Pico Technology)的PicoScope 9311 TDR设备测量汽车喇叭中的线缆。每个喇叭中有两对差分双绞线,需要验证每对双绞线是否有不连续点或者断点。因为线缆是差分的,所以我们需要使用差分TDR进行测量,PicoScope 9311可以同时发出正和负两个脉冲,配合一个差分探头实现差分双绞线缆的测量。测试需要一台PC通过USB或者以太网控制PicoScope 9311并运行PicoSample3软件进行测试。
图4 PicoScope 9311,差分TDR探头及被测件
图5 测试环境搭建
下图6和下图7为对两个喇叭对应的差分对线缆的测试波形,图6显示两个差分对测试结果波形的叠加(为了更精确的显示垂直方向上的反射情况,这里垂直刻度使用的是电压幅度值),两个波形都有一个大的隆起,这是正常的,两个波形看起来比较一致,但是如果我们放大看下细节,我们就会发现两个波形的不同,在接近测试点位置一个波形有小幅度的隆起,另外一个波形没有。而这两个喇叭线确实有一对是好的,一对是有问题的。这样的差异虽然非常微小,然而Pico的TDR设备PicoScope 9311依然能够清楚的辨别出来。
图6 两个喇叭对应位置的差分对线缆测试结果
图7 两个喇叭的对应的差分对线缆测试结果(放大结果)
关于英国比克科技(Pico Technology)
英国比克科技(Pico Technology)是一个被广泛认可的以提供新型的且具有高性价比产品的欧洲企业,是全球测试测量行业的技术领导者。其产品不仅能够替代传统测试和数据采集设备,而且还引领着当前电子测试行业的发展趋势,如同大哥大演变到智能手机一样,比克科技将传统台式示波器演变到了比克示波器(PicoScope),一个可以装到口袋里的紧凑型设备包含了多达6种仪器的功能:示波器、逻辑分析仪、频谱分析仪、任意波形发生器、函数发生器、串行总线分析仪;而且还具备一系列令人惊叹的世界领先和独一无二的指标和特点:USB3.0接口高速传输数据、2GS深存储深度、16位ADC分辨率、8位到16位可调ADC分辨率、8通道12位ADC分辨率、4路真实差分高分辨率输入、自定义示波器功能等。比克科技通过提供高级的和买得起的工具在极为广泛的领域满足设计和测试工程师对电子信号进行捕获、测量、分析和调试的需求,为电子世界带来了无可替代的价值。植根于先进科学技术发源地的欧洲,比克科技继承了欧洲企业拥有前沿技术和强劲质量,以及坚守对客户、协会和合作伙伴、社区、以及整个人类之承诺的传统,所有产品严格按照ISO9001:2008质量体系进行设计和制造。比克科技目前的主要产品包含有实时数字示波器、采样示波器、采样器拓展实时示波器、TDR/TDT分析仪、光信号分析仪、电压/电流/温度记录仪、快沿脉冲信号源、矢量网络分析仪、射频信号合成器等。比克科技支持全世界60多个国家的分销商网络来帮助其创造和维持比克科技在行业内的名望。了解更多关于比克科技(Pico Technology)及其产品信息,请登录网站www.picotech.com,或拨打电话0755-23012596,或发送电子邮件:Sales@ForeNext.com.