核心内参: TDR原理及常见问题

本文简单介绍TDR的基本原理，包含与反射的关系；在ANSYS工具中的仿真方法，包含HFSS、Circuit中仿真TDR，以及SIwave TDR Wizard的使用；最后列举了三个TDR常见的问题及其原因分析。希望本文可以帮助相关初学者快速了解TDR有关的知识。

01 TDR基本原理

TDR（Time Domain Reflectometry）：时域反射计是一种利用反射信号来推算待测件（DUT）的阻抗的一种测试方法，可以用来验证PCB、封装、连接器和线缆等设计是否满足阻抗要求，在高速电路设计、PCB加工制造、设计失效分析等方面中有广泛的应用。

首先需要回顾一下传输线的反射。反射是由阻抗不连续导致的一种信号变化的现象，通常用反射系数来表示反射的大小，即反射信号与入射信号的比值，其计算公式如下。

上式中的

是参考阻抗，

是负载阻抗。假如

就是我们需要求解的未知量，由上式变换可得：

这便是TDR根据反射信号来推算待测件阻抗的原理。以图 1所示的简单电路为例，信号源是0~2V的脉冲信号，延时0ns，上升下降沿1ps；源端串阻和末端端接电阻都是50ohm；中间无损传输线75ohm，延时0.5ns���我们可以根据已知的条件来计算反射信号，过程如下：

两端的反射系数

T=0ns时，

T=0.5ns时，

T=1ns时，

T=1.5ns时，

…

最终V2和V3都会稳定在1V。（如果电路中阻抗不连续点数量很多，则通过手动计算反射变得非常复杂，此时需要借助仿真）

图 1 Circuit中搭建的简单电路

以上是根据已知的阻抗信息以及反射的原理求V2和V3处的信号幅值，可以跟仿真的结果完全一致，如图 2所示的仿真结果：

图 2 Circuit仿真的V2和V3点的幅值

反之，根据V2的信号幅值可以观察传输线的阻抗，编辑公式如下：

如图 3所示，可以看到结果显示的阻抗正是75ohm，但请注意75ohm持续的时间是1ns，是这段传输线延迟的2倍，是因为传输和反射回来刚好需要2倍的时间。

上述的简单案例说明了反射和TDR的关系。根据上述的方法，可以将中间的传输线替换成其他待测件（比如常见的S参数）来观察TDR阻抗。

图 3 Circuit仿真的中间传输线的阻抗

02 在ANSYS的工具中仿真TDR

点击完整阅读全文

核心内参: TDR原理及常见问题

相关阅读推荐：

Mentor Xpedition和PADS Pro 射频电路联合设计方法

基于HFSS和ADS设计一款阶梯阻抗低通滤波器

​​​​​​​