时域反射仪操作规范汇总.docx
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时域反射仪操作规范汇总
1.时域反射仪量测的范围
1.1时域反射仪量测的范围
时域反射仪量测量测的项目和网络分析仪的量测项目有很多相同之处．但就像前面时域反射仪量测原理里说的一样，它们所用的方法不同，对我们来说意义也就不同．
时域反射仪量测有两种模式：
一为TDR模式，一为TDT模式．TDR采用的是反射模式， 信号从一端发射出去再反射回来，而时域反射仪量测的结果是以时间为单位的，所以得出的结果也都必须除以2，才能得出实际的结果；TDT采用的是传输模式，信号从一端发射出去从另一端接收回来，所得的结果就是实际的结果．
时域反射仪量测的范围：
1.Impedance:
它只采用TDR的模式．有三种量测方式:
1）differentialmode2）commonmode3）singleendedmode这三种方式针对不同的线材而设置的．
2.Delay:
它可以采用TDR模式，也可以采用TDT模式．每一种模式有两种量测方式：
1）differentialmode2）singleendedmode也是针对不同的线材而设置的．
3.intra-pair-skew:
它也是两种模式都采用的．
4.Inter-pairskew:
它是各对间的差分合成延迟差，一根线中所有的对线测得的Delay值中最快的Delay和最慢的Delay的差就是这条线的Inter-pairskew。
5.Crosstalk:
它采用的是TDT的模式．不过串音分为近端串音和远程串音．它们的量测步骤是一样的，只是接线的位置有点不同，近端串音两对线都接在近端，远程串音一对线接在近端，一对线接在远程．
6.Risetime:
它采用的是TDT&TDR的模式．
7.EyePatten:
目前使用之机型为HP8133A,最高可设定3GHz的脉波频率,藉由脉波产生器,产生的信号,透过待测线传输,可直接由TDR仪器接收,如此可迅速判断出待测线”1”或”0”的信号,以检验待测线的传输失误比例.此功能亦可量测实
体层参数的特性（如Period,Frequency,Risetime,Falltime,Highlevel,Lowlevel,Jitter,Crosstalk,Noise..etc）
1.2关于特性阻抗
由于“计算机与通信”（ComputerandCommunication，简称C&C）整机系统之性能（Performance）日益增强，如：
●系统之时钟速率（ClockRate:
指计算机中的“位”或“字”由某一内部单位移到另一单位的速率）已迅速加快。
●交换时间switchingtime（亦称RiseTime，指某脉冲讯号之参考电压值，某瞬间爬升到最大电压值所需的时间）极度压缩，使得形成脉冲（Plase）讯号的时间逗短，频率增大．
●由上述二者所构成之过度时间TransitionTime 也随之缩短加快．
为了配合此等目标起见，全机系统中之各项零件必须提高功率，增加频宽，也即多加I/O（进出埠）及扩增“互连”（Interconnects）之点数与线路，以完成大量讯号（Signal）的同步快速交换．为了提升电子机器的质量，此时还须注意降低线路中的“噪声”（Noise）与调适配合各零件的工作速度，因而必须加强电路板线路中的“阻抗控制”，使其“稳定”在某一定奥姆数值之内，以利整体功能的发挥．
传输线是其中的零件之一．所谓“传输线”是指由“导线”、“绝缘介质”，及地线组成，用以传播（Propagate）高频讯号（Signal）或电磁波（ElectromegneticWave）的“线路系统”（Circuitry）.其讯号线中阻抗值的起伏差异须加以控制，而令各电子讯号或狭窄的脉冲电讯（NarrowPulseElectricalSignal）等得以正确进行“传播”（Propagation）;此种用途的“组合线路”谓之“传输线”．
一般说来，电流在直流线路系统中流动时，其所遭遇的阻力称为“电阻”（Resistance），所用单位为奥姆（ohm；Ω），倒数值为“电导”（Conductance）.而在交流电路中所遭遇的阻力，则称为“阻抗”（Impedance；Z），其单位也是奥姆，倒数值则另称为“导纳”（Admittance）．为了对两者有所区别起见，有时特将前者称为“奥姆电阻”（ObmicResistance）.但在电子机器传输线的讯号线中，其“高频讯号”或“电磁波”传播时所遭遇的阻力，则另称为“特性阻抗”（CharacteristicImpedance；Zo），有时也简称为“阻抗”，仍以奥姆为单位．
电路板上若装有高频高速之零件时；则板面传输线的“特性阻抗”与零件本身有“输出阻抗”（OutputImpedance），其两者之间必须要能够匹配（Match）才能顺利发挥传播功能．一旦两者不能匹配时，将会导致零件所输出讯号（Signal）中的一部份，自传输线末端发生“线路振荡”（LineRinging）反弹回来，而对零件产生“错误触发”（FalseTriggering）的讯号，除了这种讯号反弹（Reflection）之外，还会另外造成失真（Distortion）、噪声（Crosstalk），以及传播延误（Delay）等缺失．
一般多层面的传输线系统要达到60Ω±10%尚称容易，但要到75Ω±5%甚至100Ω±5%时，则较为困难．一旦板面装有较高“输入阻抗值”及高频零件时，则板面的传输线也必须要提高阻抗值以达到匹配的目的．也就是应从板材本身及电路板制程上着手，其方法有：
1）降低绝缘板材的“介质常数”（εr）将可使讯号线中的阻抗值增大．
2）增加传输线系统中“讯号线”与“接地”之间的介质厚度（H），也可增加讯号线的阻抗．
3）缩小讯号线的线宽（W），降低其截面积，将使讯号传播时的特性阻抗值增大．
4）减薄讯号线的厚度（T）也可提高其阻抗值，但效果不如以上三点来得显著．
从以上可知，若欲提高特性阻抗值zo时，要从降εr、精细w,及加厚H三个方向上着手．从此三种途径看来，在今日薄板的趋势下，恐怕只有从：
“细线”上着手，比较容易提高其特性阻抗的奥姆值．
然而整组传输线还须保持其阻抗值Zo的“恒定”（Constant）或稳定（Stable）（例如75Ω±10%或 75Ω±5%）,以避免传播中的讯号遭到衰减（Attenuation）与其波形的损失．因而“阻抗控制”之目的，就是要将多层板讯号线在高频工作中的阻抗值，控制在某一奥姆数值范围内的意思．
2用TDR量测Impedance、Delay
2.1延迟的意义
延迟（VR，Delay）是指固定频率下讯号波经过固定长度线材所需之时间。
2.2特性阻抗的意义
特性阻抗（CharacteristicImpedance）是指同轴传输线受其结构影响，而有一高频信号的阻值，因TDR所使用的量测方法属于时域，因此所读之阻抗值为CableAssembly整条线之某特点反应出来之特性阻抗。
2.3使用TDR量测
2.3.1Differential方式的量测
1.TDR基本设定
1）Delay的TDR模式的设定和Impedance的设定是一样的.测线时经常二者都需要量测，所以我们经常将二者同时测.但是要先设定Delay的参数,再设定Impedance的参数.
2）在所有的量测项目当中，只有特性阻抗三种方式和延迟的SingleEndedMode（TDT）需要校正;其它的都不需要校正．
3）在TDR的量测当中，基本设定是一样的．如：
TDR回复原始状态；选定量测方法；设定Timebase，取样点数；将波形连成一线.
A.首先戴上静电环，因为differential测量的是对绞线，所以要选择两根信号线，那么选择Channel3和Channel4．待测线两端剥皮要尽量剥的短一些，只要能让治具挟住就可以了，剥的太多会影响电气性能．
B.TDR回复原始状态，如图
TDR/TDT
Mode
Default
setup
C.设定量测方法,我们这里设为Differential，如图
TDR/TDT
Setup
Close
Differential
D.设定Delayfromtrigger及TimebaseScale，主要是让治具远程TDR的波形显示在屏幕正中间而且使波形尽量的放大。
（以后有此步骤意义相同）
Time:
500ps/div
Delay:
40.027ns
Xns/div（註）
Scale
Delayfromtrigger
44ns
注:
如线为1m，则scale为1.2ns/div，如为2m为2.4ns/div，其余类推。
2.校正
A.进行仪器内部校正
PerfomReferencePlaneCalibrationforCH.3andCH.4
Differential
Normalization
此时屏幕出现“DifferentialTDRCalibration”讯息
Continue
仪器CH.3和CH.4端口不接任何物件。
此时屏幕出现“connecta50ohmloadtochannel3“讯息
連接50Ωloadkit連接到channel1/3的端口上
Continue
此时屏幕出现“connecta50ohmloadtochannel4“讯息
Continue
連接50Ωloadkit連接到channel1/4的端口上
此时屏幕出现“ModuleCalibrationDisconnecteverthingfromtherightmodule“讯息
Continue
把连接在CH.3和连接在CH.4的50Ωloadkit去除
（TDR内部校准完成,每次开机前必须先进行内部校准，再进行仪器的其它操作）
B．进行仪器外内部校正
此时屏幕出现“connectshorttochannel3atreferencelane“讯息
Continue
连接shortkit连接到channel1/3的同轴在线
此时屏幕出现“connect50Ωtochannel3atreferenceplane“讯息
Continue
连接50Ωloadkit连接到channel1/3的同轴在线
此时屏幕出现“connectshorttochannel4atreferenceplane“讯息
Continue
连接shortkit连接到channel2/4的同轴在线
此时屏幕出现“connect50Ωtochannel4atreferenceplane“讯息
Continue
连接50Ω连接到channel2/4的同轴在线
然后取出50Ωload将CH.3和CH.4的同轴线连接治具：
如图波形前方两个波形的重合线，如果不重合也就是说有间隙，那么就说明波形有飘移．
C.关闭不用的channel，让屏幕上只留下response3，看起来更清楚．
灯灭（註）
3
灯灭（註）
4
*注:
『直接按数字3，4，灯灭表示CH3，CH4信号已关闭；灯亮表示信号打开』
D.Differential模式,打开讯号.如图
Manual
E.设定Response3的Scale．
Close
F.设定参数
Delay的量测是接上待测线前后两个波形的上升沿、下降沿或任意点之间的差值．此处设为上升沿．
Secondedge
Rising
Done
G.储存Response3的图形．此处的图形是没有接任何待测物或其它器具的情况下的标准波形．
Waveform
Save
File
Internalformat（*.wfm）
Save
（存储文件名）
Open
选择存储的文件名
Open
en
File
OK
Starsrc
Memory1
△Time
Stopsrc
Response3
H.marker的设定,设定在所需的两点上,如2ns5ns.
Markers
OK
OK
×Position
5ns
response3
response3
+Position
2ns
I.检查校正值是否正常．
在信号线的两端分别接上50Ω的Load，DifferentialMode的校正值理论上为100Ω，但一般在97Ω以上，如图，如果相差太大必须重新校正；不能达到100Ω的原因是因为电对仪器的影响使波形有所飘移，此时可以量测，如果想回复到100Ω，必须做内部校正．
如果出现的波形不够直，有弯曲，说明这根线的那个地方的绝缘层受到损伤有坑洼或缠绕遮蔽不好．
设定完后在屏幕右下方便会出现2ns5ns两点的differential阻抗值.左下方有一数值，即为TDR模式的Delay，而Inter-pairskew是各对间的差分合成延迟差，所以所有的Delay值中最快的Delay和最慢的Delay的差就是这条线的Inter-pairskew。
如图
這里的突波是因為接線點的影響
3.Common方式的量测
1.如果你稍加注意，你会觉得CommonMode和DifferentialMode的设置有很多相同的步骤，掌握了DifferentialMode的量测，CommonMode的学习将会很容易．
A.戴上静电环，选择Channel3和Channel4两根同轴线．测量Delay不用CommonMode方式，所以这里没有测量Delay的设置．
B.设定TDR回复原始状态．
TDR/TDT
Mode
C.设定量测方法为Common
Close
D.设定TimebasePosition及TimebaseScale．
Delayfromtrigger
注:
如线为1m，则scale为1.2ns/div，如为2m为2.4ns/div，其余类推。
2.校正
A.进行校正
PerfomReferencePlaneCalibrationforCH.3andCH.4
Continue
此时屏幕出现“connectshorttochannel3atthereferenceplane“讯息
连接shortkit连接到channel1/3的同轴在线
此时屏幕出现“connect50Ωtochannel3atthereferenceplane“讯息
Continue
连接50Ωloadkit连接到channel1/3的同轴在线
Continue
此时屏幕出现“connectshorttochannel4atthereferenceplane“讯息
连接shortkit连接到channel2/4的同轴在线
Continue
此时屏幕出现“connect50Ωtochannel4atthereferenceplane“讯息
连接50Ω连接到channel2/4的同轴在线
B.关闭不用的channel
灯灭（註）
*注:
『直接按数字3，4，灯灭表示CH3，CH4信号已关闭；灯亮表示信号打开』
C.Common模式,打开讯号.
Manual
D.检查校正值是否正常．
分别在同轴线的末端接上50Ω的Load，CommonMode的校正标准值为25Ω，如果你校正出来的值与此相差太多（＞0.2Ω）必须重新校正
E.marker的设定,设定在所需的两点上,如2ns5ns.
OK
response3
OK
response3
×Position
5ns
+Position
2ns
4.SingleEnded方式的量测
1.SingleEnded的量测步骤与前面两个模式有所区别，请注意异同点．
A.戴上静电环，此种方法是针对同轴线的，只需要一根信号线，选择Channel3即可．
B.设定TDR回复原始状态．
TDR/TDT
Mode
C.设定量测模式为SingleEnded
Close
D.设定TimebasePosition及TimebaseScale．
Xps/div（註）
Scale
SETUP
Timebase
Delayfromtrigger
44ns
注:
如线为1m，则scale为1.2ns/div，如为2m为2.4ns/div，其余类推。
2.校正
A.进行校正
NomalizeResponse3
此时屏幕左上方会出现“connectshorttochannel3atthereferenceplane“讯息.
Continue
连接shortkit连接到channel1/3的同轴在线
此时屏幕左上方出现“connect50Ωtochannel3atthereferenceplane“讯息
Continue
连接50Ωloadkit连接到channel1/3的同轴
3
B.关闭不用的channel
灯灭（註）
*注:
『直接按数字3，灯灭表示CH3，信号已关闭；灯亮表示信号打开』
C.检查校正值是否正常．
接上50Ω的Load，SingleEndedMode的校正标准值为50Ω.如果你校正出来的值与此相差太多（＞0.2Ω）必须重新校正
D.储存Response3的图形
Waveform
Save
File
Internalformat（*.wfm）
Save
（存储文件名）
Open
en
Open
选择存储的文件名
File
Starsrc
Memory1
OK
△Time
Stopsrc
Response3
E.marker的设定,设定在所需的两点上,如2ns5ns.
OK
response3
Markers
response3
OK
×Position
5ns
+Position
2ns
5.Intra-Pair-Skew的量测
Intra-Pair-Skew的量测，共有两种量测法。
分别是TDR模式量测与TDT模式量测。
5.1延迟差的意义
量测延迟差（Skew）的意义在于确保D+及D-端不同的讯号，到达接收端的时间差在一定范围内。
5.2使用TDR模式量测
A.设定TDR回复原始状态
以下操作为预设TDR，将TDR设定回复原始状态。
TDR/TDT
Mode
B.设定量测模式为Differential
以下操作为TDRDifferential设定。
TDR/TDT
Setup
4
Close
Differential
C.设定TimebasePosition及TimebaseScale．CH3,CH4接上治具
500ps/div
Scale
SETUP
Timebase
46ns
Delayfromtrigger
D.设定参数
Skew的量测是接上待测线前后两个波形的上升沿、下降沿或任意点之间的差值．
ConfiggureMeas
Firstedge
Rising
DeltaTimeDefinition
Measure
SecondedgeFalling
E.设定CH3，CH42通道的信号值
Channel3
F.设定为消除Channel3及Channel4TDR波形时间差（T）的步骤。
若Time（3）–（4）>0，则执行则执行20GHzplug-in模块的Channel4的内部校正功能，此步Skew中输入的xx值为△Time（3）－（4）的值。
Skew
XXps
Channel4
Manual
HorizontalSkewAdjust
Calibrate
如果时间差为负值，即Time（3）–（4）<0，则执行模块的Channel3的内部校正功能。
Skew
XXps
Channel3
Manual
HorizontalSkewAdjust
Calibrate
注意：
校准误差△Time（3）－（4）的精确值<2Ps
G.开始量测
接好同轴线及待测线后，波形会跑出屏幕以外，此时只要将波形调回屏幕上便可得到量测值，先将TimeBase的Scale数值调大比较好调
Scale
Xns/div（注*）
TimeBase
注*:
注:
如线为1m，则scale为1.2ns/div，如为2m为2.4ns/div，其余类推。
波形出现后将波形往屏幕左边放，波形愈靠左边愈好
转动面板的旋转按钮逐步向左边调整，直到波形紧靠左边
Delay
XXns
TimeBase
量测Intra-pairskew时必须将整个波形完整的显示在屏幕上，所以调整Scale的大小就显得很重要了，原则上随着不同的待测线会有不同的设定值，大约为100ps到400ps/div左右，调整后如下图.
6.储存图形
将3.5英寸软盘插入TDR驱动盘中；
Save
备注：
粗体框表示此按钮在TDR仪器的面板上；
细体框表示此按钮在TDR显示的屏主菜单上；
虚线框表示此按钮在TDR显示屏的子菜单上。
测试时，每隔1小时后把波形调整到初始校准后的状态，查看校准误差是否在误差之内（差分阻抗＞97Ω，单端阻抗＞49Ω,延时差＜2Ps）
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