使用实时示波器了解时域反射 (TDR) 测量

时域反射仪（TDR）已经从一种简单的故障定位工具发 展成为现代电气工程师不可或缺的技术。除了故障检测 之外，当今的 TDR 系统还提供复杂的分析功能，可提供 有价值的见解，以帮助优化各种应用的电源和信号

典型的 TDR 测量装置包括示波器、具有快速边沿的脉冲 / 步进发生器、高质量电缆和功率分配器。还提供专用 的 TDR 步进发生器，集成了步进发生器和功率分配器， 以简化测量过程。本入门指南重点介绍了 TDR 测量技术， 将通用实时示波器与专用 TDR 步进发生器结合使用。

时域反射仪理论 时域反射仪（TDR）可以定义为在时域中测量未知器件 相对于已知阻抗的高速反射特性。 它的工作原理是沿线路发送阶跃电信号脉冲，并测量由 阻抗不匹配、故障或不连续性引起的反射。这些反射提 供了对传输线完整性和特性的信息。 TDR 基于电磁波传播原理工作。下图说明了基本原理。 在理想情况下，当电信号沿传输路径传播时不会发生反 射，从而确保所有信号能量都能不受干扰地到达其预期 目的地。当整个传输路径和线路终端的阻抗与信号源的 输出阻抗匹配时，就会出现这种理想情况。然而，即使 沿路径的阻抗或不连续性发生微小的变化，也会导致部 分入射信号反射回源。反射的能量是传输的能量与干扰 或阻抗变化的大小的函数。通过分析这些反射返回所需 的时间及其幅度，TDR 还可以确定阻抗不匹配或故障的 位置和性质。

传输线和特性阻抗

传输线是专门的结构，旨在以最小的损耗和失真传输电 信号。它们可以有多种形式，包括 PCB 走线和通孔、电 缆、连接器，甚至片上互连。传输线示例如图 所示。

传输线可以通过集总元件进行一阶建模，如图所示。 在这里，电阻（R）、电导（G）、电感（L）和电容（C） 不是集中在一个点，而是沿线路连续分布。

串联电阻（R）表示导体中的欧姆损耗

介电分流电导（G）表示 PCB 介电损耗

串联电感（L）表示电流流动产生的磁场

并联电容（C）表示由导体之间施加的电压产生的电场。