TDR時(shí)域反射儀技術(shù)介紹

Time-Domain Reflectometry—時(shí)域反射技術(shù)，一種對(duì)反射波進(jìn)行分析的遙控測(cè)量技術(shù)，在遙控位置掌握被測(cè)量物件的狀況。

TDR時(shí)域波形分析

對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的測(cè)試工程師來說，通過TDR時(shí)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(cè)量可以有效地考察電路阻抗和信號(hào)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(diǎn)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(diǎn)可能會(huì)平滑地轉(zhuǎn)化成波形中的一個(gè)畸變。這種效應(yīng)不僅可能會(huì)隱藏某些不連續(xù)點(diǎn)，而且可能會(huì)導(dǎo)致阻抗讀數(shù)不精確。上升時(shí)間、建立時(shí)間和脈沖畸變可能會(huì)明顯影響TDR系統(tǒng)的分辨率。

（1）上升時(shí)間

阻抗不連續(xù)點(diǎn)的表現(xiàn)之一是上升時(shí)間等于或更可能長于（慢于）入射階躍。電路中任意兩個(gè)不連續(xù)點(diǎn)之間的物理間隔決定了在TDR波形上彼此之間相對(duì)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(shí)間的一半，那么測(cè)量儀器可能區(qū)分不出兩個(gè)相鄰的不連續(xù)點(diǎn)。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?yàn)樗鼈兊竭_(dá)不連續(xù)點(diǎn)，在主要階躍到達(dá)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(diǎn)，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(dǎo)致反射中發(fā)生相應(yīng)的畸變。這些畸變很難與測(cè)試的設(shè)備（DUT）不連續(xù)性導(dǎo)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(yīng)中的畸變產(chǎn)生的影響幾乎完全相同。

OTDR光學(xué)時(shí)域反射儀

OTDR（Optic Time-Domain Reflectometer——光學(xué)時(shí)域反射儀）是一種依據(jù)光學(xué)脈沖及其反射波來掌握光纜狀況的測(cè)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(diǎn)的相關(guān)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(huì)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(xì)微波動(dòng)，建立了瑞利散射。部分與傳輸方向相反的散射光，稱爲(wèi)瑞利反向散射。通過測(cè)量瑞利反向散射，能分析出光纖的衰減量；而通過測(cè)量反射訊號(hào)的時(shí)間，能知道測(cè)量的距離。在兩種IOR（反射系數(shù)）不同的介質(zhì)材料的邊界之間，會(huì)出現(xiàn)菲涅耳反射。例如，光纜的連接不適當(dāng)，和用連接器和接綫端來連接光纜，都會(huì)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(diǎn)。反射訊號(hào)的大小由邊界面的情況和IOR來決定。

OTDR使光脈沖進(jìn)入光纜，測(cè)量接收的訊號(hào)，包括各種事件所産生的反射訊號(hào)和光脈沖的散射訊號(hào)。即時(shí)每一位置的測(cè)量值都顯示在液晶顯示屏上。橫軸爲(wèi)距離，縱軸爲(wèi)以dB爲(wèi)單位的反向散射光幅度?！笆录c(diǎn)＂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(wèi)偏離了直綫基波的波形，可劃分爲(wèi)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(wèi)反射訊號(hào)的幅度大于一般的散射訊號(hào)。典型的非反射事件如圖1的②，是下降的波形，因爲(wèi)訊號(hào)有損耗。通過測(cè)量事件點(diǎn)的反射時(shí)間，可計(jì)算出每個(gè)事件點(diǎn)的距離。因爲(wèi)光纜中的光速是恒定的，接收光訊號(hào)的時(shí)間與事件的距離成正比。距離＝所用的時(shí)間×光速；利用訊號(hào)的波形和上述的接收時(shí)間，能夠分析出某點(diǎn)的距離以及光纜的連接狀態(tài)。