TDR测试原理及测试方法

TDR阻抗测试和高速串行链路分析

1.TDR阻抗测试

时域反射（Time Domain Reflectometry，TDR）是一种常用的测试技术，用于测量和分析电路和接口的电信号在传输过程中的反射情况。TDR阻抗测试通过发送一个宽脉冲信号到被测设备上，然后通过观察返回信号的波形，来确定电路或接口的阻抗特性。

TDR阻抗测试可用于评估电缆、电路板和其他电子设备的阻抗匹配情况。通过测量信号的反射情况，可以识别和定位信号中断、短路、开路和其他阻抗不匹配问题。此外，TDR还可以帮助确定信号传输路径上的电缆长度，并检测信号传输中的干扰问题。

高速串行链路（High-Speed Serial Link）是指在电子设备中，通过串行方式传输高速数据的接口和通信线路。高速串行链路分析是对这种接口和通信线路的性能进行评估和优化的一种测试技术。

在现代电子设备中，高速串行链路被广泛应用于各种应用，包括计算机、通信和嵌入式系统。在设计和制造过程中，通过对高速串行链路进行分析和测试，可以确保其传输性能、时序一致性和稳定性。高速串行链路分析主要关注以下几个方面：

a.时钟恢复：对于接收端而言，正确地恢复时钟信号是保证数据传输的前提。通过分析接收到的数据波形，可以评估时钟恢复电路的稳定性和性能。

b.峰值和峰值间距：通过分析传输过程中的电压峰值和峰值间距，可以评估信号的幅度和时序一致性，以确保数据的正确传输。 c. 抖动（Jitter）：抖动是指信号在传输过程中出现的时序偏移现象。通过对抖动进行分析，可以确定信号传输的稳定性和可靠性。

d.串扰和干扰：高速串行链路往往存在串扰和干扰问题，这会影响信号质量。通过对链路进行分析，可以找出干扰源，并采取相应的补救措施。

高速串行链路分析一般使用专业的测试设备和软件来完成，例如高速示波器和信号完整性分析软件。这些工具可以帮助工程师进行准确的波形分析和数据评估，以优化高速串行链路的性能。

嗽　蝴　电子测量技术　ＥＬＥＣＴＲ０ＮＩＣ　ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ　ＴＤ＝ＨＮ（）Ｉ　（）ＧＹ　第３１卷第５期　２００８年５月　

时域反射（ＴＤＲ）测试问题分析　

唐亮赵春宇　

（上海交通大学仪器科学与工程系　上海２００２４３）　

摘要：本文通过实际的例子，介绍了ＴＤＲ测试中差分测试信号的２种模型，并比较了这２种模型在测试时的差异。　

同时分析了在ＴＤＲ测试中阶跃信号上升沿时间对于测试结果的影响以及如何选择合适的上升沿时间，希望能够给测　

试人员在选择测试参数做一些参考。　关键词：ＴＤＲ；阻抗测试；差分测试；　

中图分类号：ＴＮ０６　文献标识码：Ａ　

Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｉｍｅ　ｄｏｍａｉｎ　ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｔｅｓｔ　

Ｔａｎｇ　Ｌｉａｎｇ　Ｚｈａｏ　Ｃｈｕｎｙｕ　

（Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００２４３）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｗｏ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｓｉｇｎａｌ　ｍｏｄｅｌｓ　ｏｆ　ＴＤＲ　ｔｅｓｔ　ａｎｄ　ｇｉｖｅｓ　ａ　ｃｏｍｐａｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｍｏｄｅｌｓ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｅｘｐｌａｉｎｓ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐｅｅｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｇｎａｌ　ｒｉｓｅ　ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｈｏｗ　ｔｏ　ｃｈｏｏｓｅ　ｔｈｅ　

ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｒｉｓｅ　ｔｉｍｅ．　

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＴＤＲ；ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　ｔｅｓｔ；ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｔｅｓｔ；　

０引‘　言　

ＴＤＲ（ｔｉｍｅ　ｄｏｍａｉｎ　ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）是一种通用的时域测试　

技术，广泛应用于ＰＣＢ、电缆、连接器等测试领域。这种技　

术可以测出传输显得特性阻抗，并显示出每个阻抗不连续　

2007-10-24 PCB传输线电磁波传播分析（反射入射以及TDR）

Pegasus Yu

本文的目的是分析电磁波在PCB传输线上时候的电压，电流关系，以及TDR

原理的分析。

以如下的图例来进行说明。传输线用同轴线代替（便于画图），原理是一样的。

理想情况都是电磁场方向与传播方向垂直的TEM波。

图1 电原理图

上图中vp1,vp2,vp3是电压探点。Source1是理想电压源。50欧姆电阻表征电

源内阻，与传输线特征阻抗相等。

㈠ 瞬间电磁波的传播

首先假设电压源输出一个瞬间电平为12V的电压，电磁波会从电源传到终端

电阻。

当电磁波从电源出来到达传输线时，根据传输线理论，vp2对应的位置有6V

的电压。 即 0

021

sZ

vpvp

RZ=

+

0Z是传输线特征阻抗，关于特征阻抗的定义以及计算，请参考相关书籍。

sR代表50欧姆电源内阻。

电磁波刚到传输线时，会试图在传播到的位置建立6V的电压，因此会从电

源拉出电流，在该位置上放置电荷，使得该位置与参考平面间的电压为6V。从

而在传输线与参考平面间建立电容效应，同时因为有电流出现，会产生磁场，也

就建立了电感效应。这个时候，从电源拉出的电流等于6V的电压除以特征阻抗。 即 6

0.12

50V

IA

Ohm==

当电磁波继续向前传播，波前在新的位置建立6V电压和产生0.12A电流，

新的位置的电流来自先前的位置的电荷。而后面没有跟上的电磁波时，先前位置

的电压和电流都变为0。当有跟上来的电磁波时，先前位置也会建立6V电压和

产生0.12A电流，因此，如果是持续不断的电磁波传播，那么会在传输线上一直

2007-10-24 有电流流动。

我们假设的瞬间电磁波在传输线上传播时，只有波前位置有电流和电压。也

就是设电磁波的传播速度为v,传输线上某个位置a到靠电源那边的边界距离为

d，电磁波传到传输线该边界的时间点为0s，那么经过时间t=d/v后，a点和a

点前面那些位置的电压和电流就为0。

如何用TDR来测试PCB板的线路阻抗

TDR（Time Domain Reflectometry，时域反射测量）是一种广泛应用于测试电子设备的一种测量技术。它可以用于测试PCB（Printed

Circuit Board，印刷电路板）上的线路阻抗，并检测故障和问题。下面是一些使用TDR测试PCB板线路阻抗的方法：

1.确定测试的目的：在进行测试之前，需要明确测试的目的和需求。可能的测试目的包括检测线路的完整性、确定线路的特性阻抗值、发现电路的故障和问题等。

2.准备测试设备：使用TDR测试线路阻抗需要准备相应的仪器设备。一般来说，这包括TDR仪器、适配器和测试夹具等。

3.设定测试参数：根据测试目的和要求，设定TDR仪器的测试参数。这些参数包括测试的时间窗口、信号速度、抽样点数、信号的上升时间等。这些参数的设定将直接影响测试的准确性和结果。

4.连接测试设备：将TDR仪器和PCB板连接起来。这可以通过适配器和测试夹具完成。确保连接正确并牢固，以获得准确的测试结果。

5.进行测试：开始测试之前，应先对TDR仪器进行校准，以确保测试的准确性。校准通常涉及到使用校准线、短路、开路和负载等进行测试，并使用仪器的校准功能进行调整。

6.分析测试结果：完成测试后，需要对测试结果进行分析。主要的分析方法是通过观察TDR图谱来判断线路的阻抗特性和是否存在问题。不同的TDR仪器可以提供不同方式的图谱显示和数据分析功能。 7.修复和改进：根据测试结果进行修复和改进。如果测试发现了线路的故障或问题，需要对其进行修复。如果测试结果不理想，可以通过调整PCB设计或调整测试参数来改进线路的阻抗特性。

8.进行验证测试：在完成修复和改进后，应进行验证测试以确保线路阻抗符合要求。验证测试通常是对修复后的线路进行再次测试，并与之前的测试结果进行比较。

总结起来，使用TDR测试PCB板线路阻抗需要准备测试设备，设定好测试参数，连接测试设备，进行测试，分析测试结果，进行修复和改进，并进行验证测试。通过这些步骤，可以有效地测试PCB板线路的阻抗，并发现和解决问题。