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高速信號(hào)在傳輸過程中對(duì)傳輸線的阻抗有明確的要求。如果阻抗不連續(xù),可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)完整性問題,例如信號(hào)反射、抖動(dòng)增大、誤碼率上升,甚至可能引發(fā)電磁干擾(EMI)問題。因此,高速信號(hào)路徑中的各個(gè)環(huán)節(jié),包括PCB走線、連接器以及線纜等,都必須嚴(yán)格控制阻抗匹配,以確保信號(hào)的穩(wěn)定傳輸。
在信號(hào)傳輸路徑上阻抗不連續(xù)的點(diǎn),會(huì)產(chǎn)生比較大的反射信號(hào)。
什么是TDR 測(cè)試?
TDR(Time-Domain Reflectometry),又稱時(shí)域反射技術(shù),其測(cè)試原理是:當(dāng)信號(hào)在傳輸路徑中遇到阻抗變化時(shí),一部分信號(hào)會(huì)被反射回來,而另一部分則繼續(xù)向前傳播。通過測(cè)量反射波的電壓幅度,可以計(jì)算出阻抗的變化情況;同時(shí),只需測(cè)得反射點(diǎn)到信號(hào)源之間的時(shí)間差,便可確定傳輸路徑中阻抗變化的具體置。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于傳輸線、電纜及PCB線路的阻抗分析與故障定位。
此外,TDR技術(shù)還能夠準(zhǔn)確定位傳輸線中的斷點(diǎn)或短路點(diǎn)位置。當(dāng)傳輸線上存在寄生電容或電感(例如過孔等結(jié)構(gòu))時(shí),這些寄生參數(shù)會(huì)引發(fā)阻抗的不連續(xù)變化,并在TDR曲線中清晰地反映出來,從而有助于分析和定位信號(hào)完整性問題的成因。
傳統(tǒng)TDR使用示波器方案測(cè)試:
示波器是TDR測(cè)試的傳統(tǒng)方法
利用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試TDR的優(yōu)勢(shì)
傳統(tǒng)上,基于采樣示波器的時(shí)域反射計(jì)(TDR)一直被廣泛應(yīng)用于電纜和印刷電路板的測(cè)試。然而,由于這類示波器的本底噪聲相對(duì)較高,實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍與快速測(cè)量往往難以兼顧。雖然可以通過多次采樣取平均的方法來降低噪聲,但這會(huì)略微影響測(cè)量速度。此外,示波器中用于測(cè)量時(shí)序偏差的多個(gè)信號(hào)源之間的抖動(dòng),也可能引入額外的測(cè)量誤差。另一個(gè)挑戰(zhàn)在于,為TDR示波器設(shè)計(jì)有效的靜電放電(ESD)保護(hù)電路非常困難,因此這類設(shè)備更容易因靜電放電而損壞。
相比之下,網(wǎng)絡(luò)分析儀(網(wǎng)分)則不存在上述問題。不僅如此,網(wǎng)分還能利用相位信息,支持如Smith圓圖顯示、阻抗測(cè)量等高級(jí)功能,并能夠更精確地實(shí)現(xiàn)電纜的相位匹配,從而在高速信號(hào)完整性分析中展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。
接下來的視頻將會(huì)給各位工程師朋友演示:
1. 四端口USB網(wǎng)分測(cè)試差分傳輸線阻抗不連續(xù)點(diǎn)
2. 利用Gating(時(shí)域選通/門控功能)消除特定失配,得到改善后預(yù)期結(jié)果
3. TDR中的眼圖仿真功能,利用內(nèi)置可選的虛擬碼型發(fā)生器,以及預(yù)加重/均衡技術(shù),生成眼圖,提供信號(hào)完整性分析。