根据泰克4、5或6系列MSO示波器的高精度TDR丈量计划
望文生义,TDR (。Ti。me Domain Reflectometry) 是一种时域技能,需求运用。示波器。进行。信号。丈量和剖析。采样示波器因其优异的时刻分辨率而常被选用。但是,实时示波器在调试和验证中更为常用,因而可以运用这些"日常"的示波器运用TDR技能具有重要价值。
6系列MSO供给的10GHz带宽使其成为TDR的抱负挑选。为更好地了解丈量体系上升时刻与TDR分辨率之间的联系,详见‘附录A:带宽对TDR的影响’。
关于鼓励信号,需求脉冲/阶跃发生器。单端丈量运用单源,差分丈量运用双源。抱负的发生器能发生十分快速的边缘(即小的上升和下降时刻)。为防止丈量体系伪影,需求运用高质量电缆和功分器。Pi。co。te。st J2154A TDR源内置分离器,支撑单端和差分TDR丈量。
示波器上的运用软件可简化校准、设置和丈量流程。
本攻略运用以下仪器。:
装备10GHz带宽和6-TDR时域反射丈量剖析软件选项的。泰克。6系列B MSO。
集成阶跃发生器的Picotest J2154A Pe。rf。ectPulse 差分TDR。
匹配的50Ω电缆。
图10展现了运用DUT、Picotest J2154A TDR单元和泰克6系列MSO实时示波器的典型TDR设置。
图10. 运用实时示波器和PicotestTDR进行差分TDR丈量的设置。
运用示波器进行TDR丈量时,工程师。可挑选单端或差分勘探技能。单端勘探触及将一个探头衔接到信号线,而差分勘探需求两个探头来丈量差分对上的电压。差分阻抗丈量使工程师可以剖析信号完整性的各个方面,如共模噪声按捺。此外,差分TDR关于两。端口。特性剖析十分有用,无论是两个单端走线之间的串扰仍是差分对之间的。耦合。。
图11. 选用6系列B MSO示波器合作Picotest J2154A PerfectPulse TDR和Picotest P2105A单端口低噪声TDR探头建立的单端TDR测验体系。
6系列MSO可装备6-TDR时域反射丈量剖析软件选项。该软件简化了装备、校准、核算和缩放进程,还能生成丈量成果。装置后,TDR丈量将作为时刻丈量组的一部分呈现,如图12所示。增加TDR丈量后,双击丈量符号将显现图13所示的装备界面。该软件支撑运用Picotest J2154A作为脉冲发生器进行单端和差分TDR丈量。
图12. 在4、5或6系列MSO上装置TDR丈量剖析软件后,用户可经过"Time Measurements"功用组调用TDR丈量功用。
图13. TDR丈量可支撑单端或差分两种丈量形式。
预备进行TDR丈量:预设和校准。
装备示波器和归一化是进行实践丈量前的重要过程。有必要对整个体系(直至探头顶级或电缆结尾)进行校准,以消除丈量体系影响,然后仅重视DUT中的阻抗改变。传统上,TDR体系运用开路、负载和短路衔接进行校准。但是,泰克MSO上的TDR丈量剖析软件答应经过单步补偿,使用从入射和反射波形搜集的信息完结校准。TDR丈量剖析软件中的TDR预设功用可主动装备示波器设置并归一化rho波形。
图14. 校按时需坚持探头或电缆远端处于开路状况。
装备示波器。
在进行实践校准之前,有必要将示波器通道设置为50 Ω端接,并保证水平刻度和采样率设置可以捕获最佳信号。此外,笔直刻度有必要设置为保证以最佳精度收集信号。波形均匀有助于进步笔直分辨率,软件将示波器装备为每次测验均匀20个TDR波形。所有这些过程都经过点击TDR预设按钮完结。示波器装备完结后,预设功用将归一化反射系数(ρ)波形。
TDR归一化。
TDR归一化是进行TDR丈量前的重要过程。在归一化进程中,任何信号偏移和起伏差错都会被校对。
从电压波形核算ρ波形的公式为:
其间:
v(t) = 入射+反射波形的电压采样值。
Vmean= 初次反射前电压波形的均匀值。Vmean在图15中Meas1指示的Z0区域丈量。
Vamp= 入射阶跃电压波形的起伏。Vamp是图15中Meas2标示描绘的波形起伏。
请注意,来自Picotest J2154A脉冲发生器的入射电压波形是一个负脉冲。核算也相应地进行。
图15:根据开路状况下阶跃信号电压波形的均值与幅值丈量成果生成的归一化Rho波形。
因为ρ与阻抗(Z)之间固有的非线性联系(如图16所示),即便ρ波形中的细小差错也或许导致终究阻抗波形的明显不精确。因而,有必要进行恰当的归一化。
图16:如图所示,阻抗Z与反射系数ρ呈非线性联系,这意味着ρ波形的细小差错或许导致Z波形的明显失真。
归一化后,将创立如图15下部波形所示的Rho波形ρ(t)。输入信号将是一个从0V(短路)到-125mV(负载)和-250mV(开路)的负阶跃。在Rho刻度上,这些波形被转换为-1到+1的规模,其间-1ρ代表短路,0ρ代表50Ω负载,+1ρ代表开路。
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