TDR(时域反射计)可能是实验室中上升时间最快的仪器，但你可以使用直流欧姆计测试它的准确性。

什么是TDR措施

在所有高速通道中，反射都是不好的。开云体育官网登录平台网址我们试图设计一个通道来减少反射，这都有助于符号间干扰(ISI)。

但在TDR中，反思是我们的朋友。我们利用信号在瞬时阻抗发生变化时的反射作为仪器工作的依据。TDR还利用了信号的有限传播速度。这将不连续的位置转换为在源处测量反射时的时间延迟。

在TDR仪器中有两个重要的元件:一个非常快的步进边缘发生器和一个用于测量信号发射附近电压的采样范围。图1显示了如何使用这两个元件来传输和测量被测设备(DUT)的反射。

快速边缘被发射到DUT，并沿着互连的长度传播。只要边缘遇到瞬时阻抗的变化，就会产生一个反射信号，向源的反向传播。当反射边缘返回到采样范围时，它被检测到。反射的大小和当它被测量时，编码关于阻抗变化的大小及其位置的信息。

从信号的角度来看，是什么物理结构造成瞬时阻抗的变化并不重要。它可能来自传输线几何形状的变化，也可能是串联或并联的离散电阻。

TDR对串联电阻和分流电阻很敏感

如果互连是均匀的，信号在信号和返回路径之间看到一个恒定的瞬时阻抗，因为它沿着线路传播。如果边缘遇到一个离散的串联电阻，它看到这个与传输线的瞬时阻抗串联。这种较高的瞬时阻抗产生了很小的反射。但是，路径的其余部分阻抗没有变化，所以没有进一步的反射。

小串联电阻的影响是在传输线的分布式阻抗中产生偏移。例如，当连接器中由于脏连接器或连接松动而产生接触电阻时，就会出现这种情况。

如果互连中存在较高的串联电阻，例如由于信号导体较窄，随着信号沿线路传播，阻抗会出现逐渐增加的情况。区分几何形状对阻抗或串联电阻的影响的方法是从两端测量DUT。如果瞬时阻抗增加是由于分布串联电阻，阻抗剖面将在两个方向上看起来“上坡”。图2显示了传输线结构中这两种影响的例子。

当电阻为分流时，穿过信号和返回路径，它与传输线的瞬时阻抗平行。如果这个电阻被放置在传输线的末端，电阻短路，它的电阻支配瞬时阻抗。

该信号不能区分均匀50欧姆传输线的瞬时阻抗和信号与线路末端返回信号之间的50欧姆电阻。图3显示了两个结构的TDR响应;一个是50欧姆的传输线，一个是50欧姆的分流电阻。两者都在发射时采用了小型中止装置。只有等着看同轴电缆末端开口的反射，你才能分辨出哪个是哪个。

来自离散电阻的TDR

电阻与开口平行时的瞬时阻抗就是它的电阻。原则上，如果我们测量一个离散并联电阻的TDR响应，我们应该只看到电阻的电阻。

在实践中，离散电阻连接到同轴连接器，如SMA，将总是导致一个大的不连续。由于引线很长，不连续度总是很高，看起来像归纳不连续。图4显示了焊接在SMA连接器上的50欧姆轴向引线电阻的TDR响应的测量示例。

我们可以将连接建模为短、高阻抗、均匀的传输线，一侧是50欧姆的SMA，另一侧是电阻。如果短不连续面是无损的，则会有来自不连续面前端和后端的反射。来自后端的反射会在不连续面内震荡，反射到每一端。

如果我们等待足够长的时间(大约5个往返时间)使所有的反射消失，我们将看到来自源的50欧姆阻抗和离散电阻电阻之间的阻抗变化的净反射。这个原理可以用一个简单的模拟来说明。图5显示了0.1 nsec长的200欧姆传输线与75欧姆理想电阻串联的模拟TDR响应。上升时间为35秒。

你可以看到200欧姆传输线内部的多次反射。它的TD = 0.1 nsec。200欧姆传输线前后反射的往返延迟为2 x TD = 0.2 nsec。即使有如此高的阻抗差，在5 x往返延迟= 1 nsec后，所有的反射都消失了，测量的阻抗是电阻的阻抗，75欧姆。

这提出了一种使用离散电阻测试TDR精度的强大方法。

用电阻器验证TDR的准确性

我选择了轴向引线，¼瓦碳电阻，其值大约为10欧姆，30欧姆，50欧姆，70欧姆，100欧姆，150欧姆和330欧姆，并将它们焊接到SMA连接器上。我并没有试图设计低发射中断。我用基思利196系统DMM测量了信号引脚和SMA外屏蔽之间的电阻，其电阻的NIST可追踪绝对精度为0.1%。我小心地消除了测试引线0.3欧姆系列电阻的伪影。

一般来说，很难将接触电阻降低到0.1欧姆以下，这对10欧姆的电阻造成了1%水平的误差。

当我用我的TDR测量这些SMA安装的电阻时，我测量了图6所示的响应。在这个例子中，我使用了50秒的上升时间。

虽然它们在发射时都有很大的不连续，但如果我们等待这些初始反射减弱，TDR测量到的最终长时间阻抗非常接近DMM测量到的阻抗。以下是直流DMM欧姆计测量和35 psec TDR测量之间差异的总结:

数字电阻热带病研究和培训特别规划阻力相对误差

R = 9.96欧姆10.1欧姆0.14欧姆/10欧姆= 1.4%

R = 32.3欧姆32.5欧姆0.2欧姆/32.2 = 0.6%

R = 50.8欧姆50.9欧姆0.1/51欧姆= 0.2%

R = 74.1欧姆73.8欧姆0.3欧姆/74欧姆= 0.4%

R = 100.0欧姆99.7欧姆0.3/100 = 0.3%

R = 153.4欧姆151.8欧姆1.6欧姆/153 = 1.0%

R = 329欧姆324欧姆5欧姆/329 = 1.5%

在50欧姆附近，绝对精度小于1%。

结论

如果您希望对TDR的准确性有信心，很容易构建一些电阻样本，用TDR测量它们的电阻并与它们的直流电阻进行比较。只要等待足够长的时间使所有发射不连续消失，就应该用DMM和TDR测量相同的电阻。这是对TDR校准精度的测试。这是每个TDR用户都应该采取的一个步骤，以获得对仪器准确性的信心。