時域網(wǎng)絡(luò)分析儀的TDR測量具體怎么操作?
2025-04-28 11:08:33
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使用時域網(wǎng)絡(luò)分析儀進行TDR(時域反射)測量時,需按步驟完成設(shè)備檢查、連接校準(zhǔn)、參數(shù)設(shè)置、測量分析等操作,以下是詳細流程和要點:
1. 設(shè)備檢查與準(zhǔn)備
- 確認(rèn)功能支持:確保設(shè)備已啟用時域分析選件(如Keysight E5071C的Option 002),支持頻域到時域轉(zhuǎn)換(IFT)。
- 校準(zhǔn)套件準(zhǔn)備:準(zhǔn)備同軸校準(zhǔn)套件(如85052D)或電子校準(zhǔn)模塊(如N755xA系列),用于后續(xù)校準(zhǔn)。
2. 連接被測器件(DUT)
- 端口連接:將DUT(如電纜、PCB走線)通過同軸電纜連接到網(wǎng)絡(luò)分析儀的Port 1。
- 端接處理:根據(jù)需求對DUT末端進行開路、短路或端接匹配負(fù)載(如50Ω)處理。
3. 儀器參數(shù)設(shè)置
- 進入時域模式:通過菜單選擇【Analysis】>【Time Domain】,進入時域分析界面。
- 選擇低通模式:在時域測量模式中選擇低通模式(Low Pass),適用于階躍響應(yīng)測量。
- 設(shè)置時間窗口:調(diào)整Start/Stop Time,確保覆蓋DUT長度。例如,測量1米電纜時,時間窗口可設(shè)為0-10ns(電長度約3.3ns)。
- 設(shè)置激勵帶寬:設(shè)置最大頻率(如10GHz)以提高時間分辨率,分辨率約為1/(2×帶寬)。
- 選擇響應(yīng)模式:根據(jù)需求選擇階躍響應(yīng)(Step Response)或脈沖響應(yīng)(Impulse Response)模式。
4. 校準(zhǔn)儀器
- 頻域校準(zhǔn):執(zhí)行全雙端口校準(zhǔn)(SOLT:Short-Open-Load-Thru),并驗證頻域S參數(shù)(如S11)的準(zhǔn)確性。
- 時域校準(zhǔn)補償(可選):使用已知良好電纜進行參考校準(zhǔn),消除測試夾具的影響。
5. 進行TDR測量
- 觸發(fā)設(shè)置:選擇內(nèi)部觸發(fā),無需外部信號。
- 切換測量模式:切換到S11單端口測量模式。
- 觀察時域波形:通過波形定位阻抗不連續(xù)點。
- 阻抗計算:利用反射系數(shù)計算阻抗,公式為Z=Z0(1+Γ/1?Γ),其中Z0為參考阻抗(默認(rèn)50Ω)。
6. 分析結(jié)果
- 識別故障點:
- 正反射峰:阻抗升高(如開路、線寬變寬)。
- 負(fù)反射峰:阻抗降低(如短路、線寬變窄)。
- 測量距離:將時間轉(zhuǎn)換為距離,公式為距離=時間×光速×速率因子/2(速率因子由介質(zhì)決定,如FR4 PCB約為0.7)。
- 時域門控(Gating):使用門功能隔離特定區(qū)域的響應(yīng),如去除連接器的影響。
7. 保存與導(dǎo)出數(shù)據(jù)
- 截圖保存:保存波形圖像(格式如PNG/JPG)。
- 數(shù)據(jù)導(dǎo)出:導(dǎo)出時域數(shù)據(jù)(CSV/TXT格式),用于進一步分析。
8. 常見問題與解決方法
- 波形噪聲大:增加平均次數(shù)或降低IF帶寬。
- 分辨率不足:提高激勵帶寬(需設(shè)備支持)。
- 校準(zhǔn)錯誤:重新校準(zhǔn)并檢查連接器清潔度。
- 時間窗口截斷:調(diào)整Start/Stop Time以覆蓋DUT全長。
9. 注意事項
- 參考阻抗:根據(jù)被測系統(tǒng)調(diào)整(如50Ω/75Ω)。
- 電纜損耗:長電纜需啟用損耗補償(在時域設(shè)置中啟用)。
- 階躍響應(yīng) vs 脈沖響應(yīng):階躍響應(yīng)更直觀,脈沖響應(yīng)分辨率更高。