时域和频域就像孪生兄弟一样,经常在测试测量领域同时出现,可谓是工程师们分析问题和解决问题的两大法宝。所以,在某些测试场景中,如果有时域信息的护法,咱们就能从时频域两个维度,对被测件有更完整的认知,从而找到解决问题的root cause。然而,射频工程师在使用矢量网络分析仪时,往往习惯于在频域维度进行测量和分析,忽略了时域这个强有力的帮手。
网分中的 TDR 功能,正是这样一个 YYDS
什么是 TDR?
时域反射测量(TDR)在射频工程师中被广泛使用。它是一种测试技术,工作原理类似于雷达。它发送真实的冲击激励或阶跃激励信号去测试DUT,通过入射波和反射波计算出时域反射系数,再对反射系数进行分析和处理,最终得到DUT的失配点、断点、时域阻抗等参数,如图1。
时域反射计或示波器时域分析功能就是传统的测量 TDR 的专用仪表。它们是测量数字或信号完整性的好帮手。然而,无法直接测量频率响应的局限性也显而易见。
网分 TDR 功能的特点
与之相对,矢量网络分析仪(VNA)是用于表征射频和微波器件的强大仪器。它通常在频域内操作,测量 S 参数(反射和传输系数)。然而网分也可用于时域分析,它的TDR功能实现方式是对DUT发送扫频连续波,网分的参考接收机和测量接收机分别测试入射波和反射波,并计算出DUT频域反射系数,系统再将频域反射系数进行逆傅里叶变换得到时域结果。
下面以一个实例说明网分TDR功能究竟神奇在哪里。如图2所示,被测件为射频Cable,测试参数为回损S11。S11期望结果为-45dB左右,但实测结果为0dB左右,很明显射频Cable某处断了,但是只靠频域数据无法找出断点在何处,这就是频域测试和分析的局限性。
图2 射频Cable 频域实测结果与预期值
这时候网分TDR时域分析就可以出马了,网分TDR功能就像经验丰富的外科医生,手持手术刀精准定位直达病灶。如图3所示,如果加入TDR功能,我们就可以通过出现异常的时间来推算Cable断路的具体位置d,从而更快捷的解决问题。
图3 TDR功能下的射频Cable测量结果
网分 TDR 功能的优势
1) 网分可以在指定频段内扫描,从而适合工作频率有限制的DUT,如滤波器
2) 网分的超外差窄带接收机可以测到更加微弱的信号,提高了测量动态范围
3) 强大的数据处理及分析能力,为测试提供更大的灵活性
网分TDR功能不仅可以进行时域阻抗、时域反射系数、眼图、上升时间、Skew等参数测试,或进行断点查找和失配分析,还可以在单端口网分测插损、天线OTA测试消除多重反射、高速线缆信号完整性测试等场景下发挥重要作用。
罗德与施瓦茨业务涵盖测试测量、技术系统、网络与网络安全,致力于打造一个更加安全、互联的世界。成立90 年来,罗德与施瓦茨作为全球科技集团,通过发展尖端技术,不断突破技术界限。公司领先的产品和解决方案赋能众多行业客户,助其获得数字技术领导力。罗德与施瓦茨总部位于德国慕尼黑,作为一家私有企业,公司在全球范围内独立、长期、可持续地开展业务。
审核编辑:汤梓红
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原文标题:【实践分享】网分的TDR功能,时频域的双向奔赴
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