TDR時域反射儀技術介紹

Time-Domain Reflectometry—時域反射技術，一種對反射波進行分析的遙控測量技術，在遙控位置掌握被測量物件的狀況。

TDR時域波形分析

對于有經(jīng)驗的測試工程師來說，通過TDR時域波形可以直觀地知道傳輸線路徑上阻抗突變的因素。下圖中列出了常見的一些情況。

TDR分辨率因素

TDR測量可以有效地考察電路阻抗和信號完整性。但是，并不能以“一刀切”的方式創(chuàng)建TDR解決方案。許多因素影響著TDR系統(tǒng)可以分辨的最小的不連續(xù)點的距離間隔的能力。

如果TDR系統(tǒng)的分辨率不足，那么間隔很小或間隔緊密的不連續(xù)點可能會平滑地轉化成波形中的一個畸變。這種效應不僅可能會隱藏某些不連續(xù)點，而且可能會導致阻抗讀數(shù)不精確。上升時間、建立時間和脈沖畸變可能會明顯影響TDR系統(tǒng)的分辨率。

（1）上升時間

阻抗不連續(xù)點的表現(xiàn)之一是上升時間等于或更可能長于（慢于）入射階躍。電路中任意兩個不連續(xù)點之間的物理間隔決定了在TDR波形上彼此之間相對反射位置的接近程度。如果它們的之間的距離不到系統(tǒng)上升時間的一半，那么測量儀器可能區(qū)分不出兩個相鄰的不連續(xù)點。下面的公式說明了這一概念。

（2）提前畸變

這是在主要入射階躍之前發(fā)生的畸變，提前畸變特別討厭，因為它們到達不連續(xù)點，在主要階躍到達之前開始產(chǎn)生反射。這些早期反射隱藏了間隔緊密的不連續(xù)點，降低了分辨率。

（3）建立畸變

穩(wěn)定畸變是指在入射階躍之后發(fā)生的畸變，如瞬變，這將導致反射中發(fā)生相應的畸變。這些畸變很難與測試的設備（DUT）不連續(xù)性導致的反射區(qū)分開來。注意，TDR儀器階躍發(fā)生器中的畸變和取樣器階躍響應中的畸變產(chǎn)生的影響幾乎完全相同。

OTDR光學時域反射儀

OTDR（Optic Time-Domain Reflectometer——光學時域反射儀）是一種依據(jù)光學脈沖及其反射波來掌握光纜狀況的測量儀器，用來獲取光纜的衰減因數(shù)或衰減比率。衰減因數(shù)包含了查找光纜綫路事件的資訊，和事件點的相關距離與損耗。這里提及的“事件＂，包括光纜的粘合連接或連接器連接，還包括會使傳輸特性改變的光纜的彎曲度。

傳輸?shù)焦饫w的光脈沖通過光纖的細微波動，建立了瑞利散射。部分與傳輸方向相反的散射光，稱爲瑞利反向散射。通過測量瑞利反向散射，能分析出光纖的衰減量；而通過測量反射訊號的時間，能知道測量的距離。在兩種IOR（反射系數(shù)）不同的介質材料的邊界之間，會出現(xiàn)菲涅耳反射。例如，光纜的連接不適當，和用連接器和接綫端來連接光纜，都會形成菲涅耳反射，利用菲涅耳反射能發(fā)現(xiàn)光纜的不連續(xù)點。反射訊號的大小由邊界面的情況和IOR來決定。

OTDR使光脈沖進入光纜，測量接收的訊號，包括各種事件所産生的反射訊號和光脈沖的散射訊號。即時每一位置的測量值都顯示在液晶顯示屏上。橫軸爲距離，縱軸爲以dB爲單位的反向散射光幅度?！笆录c＂指散射光有變化出現(xiàn)或産生衰減的位置， “事件＂包括諸如光纜彎曲、連接、破損等各種損耗。

顯示在液晶顯示幕上的事件，表現(xiàn)爲偏離了直綫基波的波形，可劃分爲反射事件和非反射事件。典型的反射事件如圖1的①，是上沖的波形，因爲反射訊號的幅度大于一般的散射訊號。典型的非反射事件如圖1的②，是下降的波形，因爲訊號有損耗。通過測量事件點的反射時間，可計算出每個事件點的距離。因爲光纜中的光速是恒定的，接收光訊號的時間與事件的距離成正比。距離＝所用的時間×光速；利用訊號的波形和上述的接收時間，能夠分析出某點的距離以及光纜的連接狀態(tài)。