使用實時示波器了解時域反射 (TDR) 測量

時域反射儀（TDR）已經從一種簡單的故障定位工具發 展成為現代電氣工程師不可或缺的技術。除了故障檢測 之外，當今的 TDR 系統還提供復雜的分析功能，可提供 有價值的見解，以幫助優化各種應用的電源和信號

典型的 TDR 測量裝置包括示波器、具有快速邊沿的脈沖 / 步進發生器、高質量電纜和功率分配器。還提供專用 的 TDR 步進發生器，集成了步進發生器和功率分配器， 以簡化測量過程。本入門指南重點介紹了 TDR 測量技術， 將通用實時示波器與專用 TDR 步進發生器結合使用。

時域反射儀理論 時域反射儀（TDR）可以定義為在時域中測量未知器件 相對于已知阻抗的高速反射特性。 它的工作原理是沿線路發送階躍電信號脈沖，并測量由 阻抗不匹配、故障或不連續性引起的反射。這些反射提 供了對傳輸線完整性和特性的信息。 TDR 基于電磁波傳播原理工作。下圖說明了基本原理。 在理想情況下，當電信號沿傳輸路徑傳播時不會發生反 射，從而確保所有信號能量都能不受干擾地到達其預期 目的地。當整個傳輸路徑和線路終端的阻抗與信號源的 輸出阻抗匹配時，就會出現這種理想情況。然而，即使 沿路徑的阻抗或不連續性發生微小的變化，也會導致部 分入射信號反射回源。反射的能量是傳輸的能量與干擾 或阻抗變化的大小的函數。通過分析這些反射返回所需 的時間及其幅度，TDR 還可以確定阻抗不匹配或故障的 位置和性質。

傳輸線和特性阻抗

傳輸線是專門的結構，旨在以最小的損耗和失真傳輸電 信號。它們可以有多種形式，包括 PCB 走線和通孔、電 纜、連接器，甚至片上互連。傳輸線示例如圖 所示。

傳輸線可以通過集總元件進行一階建模，如圖所示。 在這里，電阻（R）、電導（G）、電感（L）和電容（C） 不是集中在一個點，而是沿線路連續分布。

串聯電阻（R）表示導體中的歐姆損耗

介電分流電導（G）表示 PCB 介電損耗

串聯電感（L）表示電流流動產生的磁場

并聯電容（C）表示由導體之間施加的電壓產生的電場。