TDR è l'acronimo di Time-Domain Reflectometry (riflettometria nel dominio del tempo). Si tratta di una tecnologia di misurazione remota che analizza le onde riflesse e apprende lo stato dell'oggetto misurato dalla posizione di controllo remoto. Esistono inoltre altri termini, come "Time-Delay Relay" e "Transmit Data Register", utilizzati principalmente nel settore delle telecomunicazioni per rilevare la posizione di interruzione di un cavo di comunicazione, per questo motivo vengono anche chiamati "rilevatori di cavi". Un riflettometro nel dominio del tempo è uno strumento elettronico che utilizza un riflettometro nel dominio del tempo per caratterizzare e localizzare i guasti nei cavi metallici (ad esempio, cavi a doppino intrecciato o coassiali). Può essere utilizzato anche per individuare discontinuità in connettori, circuiti stampati o qualsiasi altro percorso elettrico.
L'interfaccia utente dell'E5071c-tdr può generare una mappa oculare simulata senza utilizzare un generatore di codice aggiuntivo; se hai bisogno di una mappa oculare in tempo reale, aggiungi un generatore di segnale per completare la misurazione! L'E5071C dispone di questa funzione.
Panoramica sulla teoria della trasmissione del segnale
Negli ultimi anni, con il rapido miglioramento della velocità di trasmissione dei bit degli standard di comunicazione digitale, ad esempio, la velocità di trasmissione del più semplice standard di consumo USB 3.1 ha raggiunto addirittura i 10 Gbps; USB4 arriva a 40 Gbps; il miglioramento della velocità di trasmissione ha portato alla comparsa di problemi mai visti prima nei sistemi digitali tradizionali. Problemi come la riflessione e la perdita possono causare distorsione del segnale digitale, con conseguenti errori di bit; inoltre, a causa della riduzione del margine di tempo accettabile per garantire il corretto funzionamento del dispositivo, la deviazione temporale nel percorso del segnale diventa molto importante. L'irradiazione di onde elettromagnetiche e l'accoppiamento prodotti dalla capacità parassita causano diafonia e fanno funzionare male il dispositivo. Man mano che i circuiti diventano più piccoli e compatti, questo problema si aggrava; a peggiorare le cose, una riduzione della tensione di alimentazione si traduce in un rapporto segnale/rumore inferiore, rendendo il dispositivo più suscettibile al rumore;
La coordinata verticale del TDR è l'impedenza
Il TDR invia un'onda a gradino dalla porta al circuito, ma perché l'unità verticale del TDR non è la tensione bensì l'impedenza? Se fosse l'impedenza, perché si può osservare il fronte di salita? Quali misurazioni vengono effettuate dal TDR sulla base di un analizzatore di rete vettoriale (VNA)?
Il VNA (Volume Analysis Network) è uno strumento utilizzato per misurare la risposta in frequenza del componente in esame (DUT). Durante la misurazione, un segnale di eccitazione sinusoidale viene applicato al dispositivo e i risultati vengono ottenuti calcolando il rapporto di ampiezza vettoriale tra il segnale di ingresso e il segnale trasmesso (S21) o riflesso (S11). Le caratteristiche di risposta in frequenza del dispositivo possono essere ricavate scansionando il segnale di ingresso nell'intervallo di frequenza misurato. L'utilizzo di un filtro passa-banda nel ricevitore di misura consente di rimuovere il rumore e i segnali indesiderati dai risultati, migliorando la precisione della misurazione.
Schema del segnale di ingresso, del segnale riflesso e del segnale trasmesso.
Dopo aver controllato i dati, si è scoperto che lo strumento TDR normalizzava l'ampiezza della tensione dell'onda riflessa e la equiparava all'impedenza. Il coefficiente di riflessione ρ è uguale alla tensione riflessa divisa per la tensione di ingresso; la riflessione si verifica dove l'impedenza è discontinua e la tensione riflessa è proporzionale alla differenza tra le impedenze, mentre la tensione di ingresso è proporzionale alla somma delle impedenze. Quindi abbiamo la seguente formula. Poiché la porta di uscita dello strumento TDR è di 50 ohm, Z0=50 ohm, quindi Z può essere calcolato, ovvero la curva di impedenza del TDR ottenuta dal grafico.
Pertanto, nella figura sopra, l'impedenza vista nella fase iniziale di incidenza del segnale è molto inferiore a 50 ohm e la pendenza è stabile lungo il fronte di salita, indicando che l'impedenza vista è proporzionale alla distanza percorsa durante la propagazione in avanti del segnale. Durante questo periodo, l'impedenza non cambia. Credo sia un po' indiretto dire che si può considerare come se il fronte di salita fosse stato risucchiato dopo la riduzione dell'impedenza e infine rallentato. Nel successivo percorso a bassa impedenza, ha iniziato a mostrare le caratteristiche di un fronte di salita e ha continuato a salire. E poi l'impedenza supera i 50 ohm, quindi il segnale sovraeleva leggermente, poi torna lentamente indietro e infine si stabilizza a 50 ohm, e il segnale ha raggiunto la porta opposta. In generale, la regione in cui l'impedenza diminuisce può essere considerata come se avesse un carico capacitivo a massa. La regione in cui l'impedenza aumenta improvvisamente può essere considerata come se avesse un induttore in serie.
Data di pubblicazione: 16 agosto 2022
