高速信號在傳輸過程中對傳輸線的阻抗有明確的要求。如果阻抗不連續,可能會導致信號完整性問題,例如信號反射、抖動增大、誤碼率上升,甚至可能引發電磁干擾(EMI)問題。因此,高速信號路徑中的各個環節,包括PCB走線、連接器以及線纜等,都必須嚴格控制阻抗匹配,以確保信號的穩定傳輸。

在信號傳輸路徑上阻抗不連續的點,會產生比較大的反射信號。
什么是TDR 測試?
TDR(Time-Domain Reflectometry),又稱時域反射技術,其測試原理是:當信號在傳輸路徑中遇到阻抗變化時,一部分信號會被反射回來,而另一部分則繼續向前傳播。通過測量反射波的電壓幅度,可以計算出阻抗的變化情況;同時,只需測得反射點到信號源之間的時間差,便可確定傳輸路徑中阻抗變化的具體位置。該技術廣泛應用于傳輸線、電纜及PCB線路的阻抗分析與故障定位。
此外,TDR技術還能夠準確定位傳輸線中的斷點或短路點位置。當傳輸線上存在寄生電容或電感(例如過孔等結構)時,這些寄生參數會引發阻抗的不連續變化,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完整性問題的成因。
傳統TDR使用示波器方案測試:
示波器是TDR測試的傳統方法
利用網絡分析儀測試TDR的優勢
傳統上,基于采樣示波器的時域反射計(TDR)一直被廣泛應用于電纜和印刷電路板的測試。然而,由于這類示波器的本底噪聲相對較高,實現高動態范圍與快速測量往往難以兼顧。雖然可以通過多次采樣取平均的方法來降低噪聲,但這會顯著影響測量速度。此外,示波器中用于測量時序偏差的多個信號源之間的抖動,也可能引入額外的測量誤差。另一個挑戰在于,為TDR示波器設計有效的靜電放電(ESD)保護電路非常困難,因此這類設備更容易因靜電放電而損壞。
相比之下,網絡分析儀(網分)則不存在上述問題。不僅如此,網分還能利用相位信息,支持如Smith圓圖顯示、阻抗測量等高級功能,并能夠更精確地實現電纜的相位匹配,從而在高速信號完整性分析中展現出明顯優勢。
2. 利用Gating(時域選通/門控功能)消除特定失配,得到改善后預期結果
3. TDR中的眼圖仿真功能,利用內置可選的虛擬碼型發生器,以及預加重/均衡技術,生成眼圖,提供信號完整性分析。
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