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什么是時(shí)域反射計?
% I/ D5 U4 n6 x7 o! R% _時(shí)域反射計(TDR)用來(lái)測量信號在通過(guò)某類(lèi)傳輸環(huán)境傳導
3 N' M; Z/ P9 ^9 f1 T時(shí)引起的反射,如電路板軌跡、電纜、連接器等等。TDR/ E* M' ]0 f3 F4 y" k7 h
儀器通過(guò)介質(zhì)發(fā)送一個(gè)脈沖,把來(lái)自“未知”傳輸環(huán)境
. Y8 r. [0 H% }0 y" o$ \( q) G的反射與標準阻抗生成的反射進(jìn)行比較。圖1 是簡(jiǎn)化的
+ ]& x% G0 p% s: P9 k/ C3 W, gTDR 測量方塊圖。7 R2 x' F) _( e
圖1. TDR 電路結構圖
! _# U9 x! Y5 p6 `0 R/ \' s+ ATDR 顯示了在沿著(zhù)一條傳輸線(xiàn)傳播快速階躍信號時(shí)返回
, f6 c& H3 g! E$ c* k的電壓波形。波形結果是入射階躍和階躍遇到阻抗偏差
; o$ T. i5 n. e- ~) O時(shí)產(chǎn)生的反射的組合。
1 e( d% q4 u# ?. f0 F6 r& S反射系數:數學(xué)計算
{2 V. C0 S$ C! K' nTDR 測量的數學(xué)基礎很簡(jiǎn)單,但十分重要。從本質(zhì)上看,
0 f% r4 w" w9 cTDR 測量基于一系列阻抗比率。大多數TDR 測量將在內! [' H8 `2 g* }& U5 W2 B
部執行必要的比率計算,顯示一個(gè)數字結果。TDR測量以
, X7 R* Z8 r$ G# k- _1 ~反射系數( (rho)表示。系數(是反射的脈沖幅度與入射脈2 i' m) e2 B. M1 o' D3 z
沖幅度之比:) l" J4 Q2 z n8 Q% b
r =
1 Z: u B* Z/ I1 Y/ ?7 }6 ]Vreflected O& m, U7 ?; L( y5 _7 e- \) W
Vincident
% x2 N4 c. u, o% M0 K& D* a. I對固定終端ZL,(還可以用傳輸線(xiàn)特性阻抗ZO和負載阻抗ZL2 q1 z, W; q, [& |
表示:
" X" L# x4 P/ y; x2 D在有了這些公式以后,如果我們插入表示阻抗匹配負載、
% C$ N% X; U5 b短路和開(kāi)路負載的數值,那么我們可以看到(的取值范圍
3 n* w8 M4 \! L: N: C位于+1 和-1 之間,其中0 表示阻抗匹配負載。3 L" Q' d g5 L" W" I
在ZL 等于ZO 時(shí),負載匹配。反射波Vreflected 等于 0 時(shí),(也
8 H- Z' F4 E, X* @8 Q' d等于0,這時(shí)沒(méi)有反射。
+ i1 R* o# M+ X# [4 QZL 為零(0)表示發(fā)生短路。反射波等于入射波,但極性相
* g0 s* I: u* h1 x+ k# c- f: d反。如下面的公式所示,反射波取消了部分入射波,(值
3 ]1 ` U6 Y& n: Q為-1。
3 ~! z) _" G& q7 yr = =
3 A! T, a( g8 y- a' A. YVreflected
: h7 i5 ^% h; D; `7 SVincident6 g/ h1 a. Y. y% z& b: u, e. }3 [
(ZL - Z0 )
% P% N( _+ e) H& l* n# w(ZL + Z0 )/ G/ i& I) C! ^0 U" c
r = = = 0
' y# S2 @* {$ |2 [Vreflected
/ w$ Q: F5 F) I- {0 QVincident
2 z& w, e1 x5 p/ }0
7 [: B0 K) p X2 MV# ^& X- `& g9 {+ z) S. T1 T
r = = = -1
* \. c$ d4 T) ?4 P9 gVreflected
% t9 I" l) b) k" h6 h( @Vincident
/ \3 O" O s3 i6 \2 Q3 O; h-V
: Y8 n2 Y" Z; \2 c+ xV/ G% d: Z8 @+ @: j/ D9 G! y
r = = = 1
( ^3 d/ Q- ?4 a% ~0 f4 ~Vreflected6 e# S& H0 Z% c
Vincident# W. L# z# A" D0 z; y! b
V
W/ n. Y/ h3 x- hV |
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