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时域反射计TDR原理详细解析

归档日期:04-26       文本归类:反射电压      文章编辑:爱尚语录

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  早在60年代就产生了时域反射计TDR(TIme-Domain Reflectometry)技术。该技术包括产生沿传输线传播的时间阶跃电压。用示波器检测来自阻抗的反射,测量输入电压与反射电压比,从而计算不连续的阻抗。

  测试信号的运行特征参考图2所示。由阶跃源发出的快边沿信号注入到被测传输线上,如果传输线阻抗连续,这个快沿阶跃信号就沿着传输线向前传播。当传输线出现阻抗变化时,阶跃信号就有一部分反射回来,一部分继续往前传播。反射回来的信号叠加到注入的阶跃信号,示波器可采集到这个信号。因为反射回来的信号和注入的信号有一定的时间差,所以示波器采集到的这个叠加信号的边缘是带台阶的,这个台阶反映了信号传播反射的时间关系,与传输线电长度对应。

  图2 TDR测试信号在传输线是计算被测传输线特征阻抗的计算公式。当示波器采集到这个叠加信号后,容易去掉注入的信号(有些TDR仪器注入信号是从-200mv到0v的,所以示波器采集到的边沿台阶就是反射回来的信号)。这样容易通过图中公式计算出反射系数,由反射系数通过图中公式(测试系统的阻抗是50欧姆)容易计算出发生反射电压点的负载阻抗。

  TDR比较有意义的一点是,示波器采集到了每一点的反射电压(如果因为阻抗匹配而无反射,则假设反射的电压为0v),从而示波器屏幕上显示了一条TDR曲线,这个曲线与传输线的每一点有一一对应关系。从这个曲线上可以读出传输线上每一点的特征阻抗。如果知道有效介电常数,可以计算出/读出每一点距离测试点的具体长度,如图4所示。

  所以TDR仪器不仅仅可以用来测量传输线的特征阻抗,还可以帮助定位断点或短路点的具体位置,比如有些工程师就用TDR来检验计算机、消费电子设备上的软排线是否有断点或短路点。计算机和消费电子设备用了很多的软排线来传输高速信号(比如连接显示屏的软排线),这种软排线的每根线都是一个小同轴电缆,由于细小,生产时容易短路或短路,用TDR仪器可以帮助检查和定位问题。

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  ·基于FPGA 实现TDR-LTE 系统的ReedR-Muller 译码及其介绍

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