介绍
在不同点处处理电路板迹线的挑战之一是测量它所具有的不连续性、阻抗值,甚至故障。
由于交流电路阻抗与测量电阻不同; 因此,用一些关于它的知识来测量它可能具有挑战性,并且需要专门的检查。
幸运的是,在时域反射计(也称为 TDR 测量)的帮助下,它可以简单地评估电路板包含的阻抗值; 这使专家更容易确定设备的信号完整性是否完美无缺。
因此,我们将讨论关于 TDR 测量必须了解的所有要点; 它们的定义、功能、能力、影响其准确性的方面以及适当的测试性能。 要了解所有这些,请继续阅读直到最后!
TDR简介
什么是时域反射计 (TDR)?
本质上,时域反射计 (TDR) 的职责相对简单; 他们负责确定电缆中的故障、长度、断裂、短路和挤压。
它的测量概念非常简单; 可以在两 (2) 个组件(发生器和示波器)的帮助下执行测试。 一旦快速脉冲通过发送 被测设备 (DUT),现在将开始评估结果。
信号发送后,如果接收到的某些脉冲不断返回到示波器监视器,则可以确定出现了不连续性。 然后,不连续的位置将通过它反映接收到的信号的时间来追踪。
虽然它的幅度可以通过示波器反射的相同信号来确定,但它到达监视器后的大小将与从被测设备 (DUT) 发送的典型脉冲进行比较。 因此,可以检测沿迹线的阻抗。
不过,虽然其过程简单易懂,但还是建议让专业人士进行评估,以便准确解读。
什么是时域反射计 (TDR)?
影响 TDR 测量精度的因素
在本节中,我们将讨论可能影响和促进 TDR 测量系统精度的几个因素。
参考阻抗
众所周知,测试是通过比较之前发送的脉冲进行的; 然后,接收到的将由欧姆或 rho 表示。 但是,没有参考是不可能的 阻抗 (Z0) 协助。 如果测试一个没有稳定阻抗的设备,它会显着影响反射系数结果,导致读数不准确。
步幅和基线校正
如今,基线和幅度升高在监测系统中是必不可少的,因为即使幅度具有不稳定的漂移,它也能够执行完美和准确的连续和重复测量。
事件脉冲中的畸变
测量误差之一是由于偏差造成的,因为它扰乱了脉冲信号。 因此,在使用测量仪器之前对其进行正确评估至关重要。
噪声
每当执行测量是由阻抗变化产生的随机噪声时,这是一个常见问题。 目前的文书现在有一个机制可以减轻这种担忧; 但是,它也会降低系统的处理速度。
互连精度
由于互连和探针到 DUT,它会产生感应反射; 在此过程中测量设备会显着影响测试结果。 然而,有一种直接的方法可以解决这些问题; 可以通过减少探头尖端和接地尖端的长度来解决。
电缆损耗
另一个问题是 TDR 测量中的电缆太长,这会导致 DUT 阻抗读数不准确。 此外,当信号通过电缆的底端时,信号的稳定和上升时间会缩短。 因此,导致可能显着影响结果的电缆损耗。 因此,我们建议选择长度足够的探头,不要太短但也不要太长以解决此类问题。
TDR 如何运作?
一般来说,TDR 测量的工作原理概念很简单; 甚至在我们到达这一部分之前,它就被无数次提及。 但是,为了更好地解释它,我们将其压缩为一种方式,以便更容易理解该方法。
基本上,迹线会向接收器传送信号脉冲; 然后,它会被反射回设备进行读取。 这样一来,人们可以通过反射曲线产生的特性来检测阻抗是否存在问题。 至于故障位置,可以通过制作的图表轻松识别,精度可达0.3m。
TDR 可以执行的不同测量
通过使用 TDR 方法测试多条电缆的组合,合适的电缆缺陷测量设备(如 PCBTok 的 TDR 电缆)可以查明问题的潜在位置。 PCBTok 的 TDR 电缆甚至可以检查 15 公里的线路。 因此,下面显示了一些支持的电缆类型。
它可以测量的一些电缆外壳是同轴电缆、屏蔽电缆、双绞线,甚至是多芯线。
TDR 可以执行的不同测量
TDR 阻抗测量的基础测试
在从 TDC 测试仪执行测试时,脉冲信号将通过称为测试试样的介质发送到导体,以测量通过该线路时的反射。 一旦它在监视器中显示出均匀且恒定的反射,则表明没有反射或反射为零; 因此,使入射脉冲被另一线端吸收。
另一方面,如果存在故障、错误、中断和阻抗变化,则脉冲或入射信号将返回到传输源。 一旦检测到它们,它们将在发送测试之前直接与标准反射进行比较。 这样,就可以区分走线上发现的阻抗不连续性。 在测量距离方面,可以通过反射阻抗的返回时间来计算。
TDR 阻抗测量如何进行?
在执行时域反射计 (TDR) 测量时,需要使用并联连接的两个导体来确定评估期间的阻抗变化,因为任何连接干扰(包括断开和故障)都可能影响阻抗变化这可能会导致问题。 此外,即使是反射的微小变化也会在 TDR 上显示和通知 数字输入型 显示,更容易定位和检测迹线中的故障。
关于结果读数,反射和阻抗值有直接关系。 一旦反射值增加,其阻抗值也会增加。 类似于较低的反射,阻抗值也将达到其最低值。 下图显示了基本的 TDR 操作图。
TDR 阻抗测量是如何进行的
然而,与其他测量仪器类似,TDR 测量也有其局限性。 它包括其最小上升时间。 不过,重要的是要记住,信号的频率响应是不会显着影响带宽的路径结构的一个特征。
结语
总之,时域反射计 (TDR) 是在每个电路板设备中执行的必要测试之一,以确保它不会出现故障、断路甚至短路。 但是,它的执行方式存在一个无形的限制。
整篇文章都讨论了它的定义、重要性、功能,甚至测试的过程。 因此,我们在 PCB令牌 真诚地希望通过本文,您对时域反射计 (TDR) 原理有一个重要的了解。
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