基于PCB 传输线 的 TDR 操作步骤

衡量 PCB 上传输线的最重要指标是特征阻抗，或叫特性阻抗，简称阻抗。PCB 传输线的特征阻抗不是直流电阻，它属于长线传输中的概念。在高频范围内，信号传输过程中，信号边沿到达的地方，信号线和参考平面（电源或地平面）间由于电场的建立，会产生一个瞬间电流，如果传输线是各向同性的，那么只要信号在传输，就始终存在一个瞬态电流 I，而如果信号的瞬态电压为 V，在信号传输过程中，传输线就会等效成一个电阻，把这个等效的电阻称为传输线的特性阻抗 。信号在传输的过程中，如果传输路径上的特性阻抗发生变化，信号就会在阻抗不连续的结点产生反射。所以要对特性阻抗进行测量。

网络分析仪即可以测量频域特性也可以测量器件的时域特征，测量的时候给被测器件输入一个正弦波激励信号，然后通过计算输入信号与传输信号（S21）或反射信号（S11）之间的矢量幅度比得到测量结果。在测量的频率范围内对输入的信号进行扫描就可以获得被测器件的频率响应特性。在测量接收机中使用带通滤波器可以把噪声和不需要的信号从测量结果中去掉以提高测量精度。

但是 VNA 也可以用来测试 TDR 参数。通过信号源产生一个连续扫频的正弦波来激励 DUT。VNA 测量 DUT 的反射信号和传输信号。反射信号可以用多种格式显示，包括 SWR 和反射系数。通过对反射和传输频率响应特性进行傅立叶逆变换即可得到时域特征，可以获得时域上的冲激响应特性。再通过对冲激响应特性进行积分，可得到阶跃响应特性。当然 VNA 也并不是万能的，它的强大是建立在复杂校准的基础上，也不能直接在直流情况下进行测量，当被测件很长时（电缆），完成低频测量也要花费很长时间。TDR 由于从 DC 开始测量，具有良好的低频信号，TDR 具有相当大的存储深度，可以有效的测量长电缆的 S 参数。另外，VNA 的价格高出 TDR 很多。

从傅立叶逆变换中推导出的阶跃响应特性与冲激响应特性之间的关系。

在使用网络分析仪 ENA-TDR 功能前也必须进行校准，按照精度和难易程度如下图所示。其中精度最高，使用最方便的是使用电子校准件进行全端口校准，校准速度也是非常快，4 端口校准几秒即可完成。所以选择和使用 ENA-TDR，建议配备和使用电子校准件。

基于 E5071C 的 TDR 操作步骤。

ENA-TDR 用户界面很容易理解，对于不熟悉矢量网络分析仪和 S 参数测量的用户，也可以提供直观的操作步骤。通过设置向导可以指导用户执行所有必要步骤，从而直观、无误地进行设置、校准和测量。

首先在【Analysis】菜单下把【TDR】设置成【ON】。

点击【Yes】后软件会自动重启。

进入 TDR 模式

1/2/4 端口 TDR/TDT 和 S 参数模式

点击【Eye/Mask】则出现的是眼图模式。

通过按下左侧的按键，可以在模式之间切换。

通过【Setup Wizard】按键选择 DUT 类型。选择被测设备 （DUT） 的类型。支持单端型 1 端口、2 端口和 4 端口，以及差分 1 端口、2 端口类型。

或者也可以通过【DUT Topology】选择 DUT 的连接方式。

执行误差校正。根据以下提示执行误差校正。提示各不相同，其取决于第一步中所选择的误差校正方法。

用电子校准件 ECal 进行全端口校准是最全面也是最方便的操作。

可自动测量 DUT 的长度

设置上升时间

如果要退出 TDR 应用程序，需要按【TDR】 OFF

有些人初次使用 TDR 功能会直接点击下面的叉号去关闭，应用程序的界面是关闭了，但是实际功能是没有完全关闭的。点击【Analysis】--》【TDR】OFF 后，软件会自动重启。

TDR 模式下所有的参数设置均在下图的列表中，不再用按键面板的物理按键来操作。比如 S 参数的设置。

通过搭配探针就可以对 PCB 板进行阻抗测量。
责任编辑:pj