TDR时域反射仪技术介绍

Time-Domain Reflectometry—时域反射技术，一种对反射波进行分析的遥控测量技术，在遥控位置掌握被测量物件的状况。

TDR时域波形分析

对于有经验的测试工程师来说，通过TDR时域波形可以直观地知道传输线路径上阻抗突变的因素。下图中列出了常见的一些情况。

TDR分辨率因素

TDR测量可以有效地考察电路阻抗和信号完整性。但是，并不能以“一刀切”的方式创建TDR解决方案。许多因素影响着TDR系统可以分辨的最小的不连续点的距离间隔的能力。

如果TDR系统的分辨率不足，那么间隔很小或间隔紧密的不连续点可能会平滑地转化成波形中的一个畸变。这种效应不仅可能会隐藏某些不连续点，而且可能会导致阻抗读数不精确。上升时间、建立时间和脉冲畸变可能会明显影响TDR系统的分辨率。

（1）上升时间

阻抗不连续点的表现之一是上升时间等于或更可能长于（慢于）入射阶跃。电路中任意两个不连续点之间的物理间隔决定了在TDR波形上彼此之间相对反射位置的接近程度。如果它们的之间的距离不到系统上升时间的一半，那么测量仪器可能区分不出两个相邻的不连续点。下面的公式说明了这一概念。

（2）提前畸变

这是在主要入射阶跃之前发生的畸变，提前畸变特别讨厌，因为它们到达不连续点，在主要阶跃到达之前开始产生反射。这些早期反射隐藏了间隔紧密的不连续点，降低了分辨率。

（3）建立畸变

稳定畸变是指在入射阶跃之后发生的畸变，如瞬变，这将导致反射中发生相应的畸变。这些畸变很难与测试的设备（DUT）不连续性导致的反射区分开来。注意，TDR仪器阶跃发生器中的畸变和取样器阶跃响应中的畸变产生的影响几乎完全相同。

OTDR光学时域反射仪

OTDR（Optic Time-Domain Reflectometer——光学时域反射仪）是一种依据光学脉冲及其反射波来掌握光缆状况的测量仪器，用来获取光缆的衰减因数或衰减比率。衰减因数包含了查找光缆綫路事件的资讯，和事件点的相关距离与损耗。这里提及的“事件＂，包括光缆的粘合连接或连接器连接，还包括会使传输特性改变的光缆的弯曲度。

传输到光纤的光脉冲通过光纤的细微波动，建立了瑞利散射。部分与传输方向相反的散射光，称爲瑞利反向散射。通过测量瑞利反向散射，能分析出光纤的衰减量；而通过测量反射讯号的时间，能知道测量的距离。在两种IOR（反射系数）不同的介质材料的边界之间，会出现菲涅耳反射。例如，光缆的连接不适当，和用连接器和接綫端来连接光缆，都会形成菲涅耳反射，利用菲涅耳反射能发现光缆的不连续点。反射讯号的大小由边界面的情况和IOR来决定。

OTDR使光脉冲进入光缆，测量接收的讯号，包括各种事件所産生的反射讯号和光脉冲的散射讯号。即时每一位置的测量值都显示在液晶显示屏上。横轴爲距离，纵轴爲以dB爲单位的反向散射光幅度。“事件点＂指散射光有变化出现或産生衰减的位置， “事件＂包括诸如光缆弯曲、连接、破损等各种损耗。

显示在液晶显示幕上的事件，表现爲偏离了直綫基波的波形，可划分爲反射事件和非反射事件。典型的反射事件如图1的①，是上冲的波形，因爲反射讯号的幅度大于一般的散射讯号。典型的非反射事件如图1的②，是下降的波形，因爲讯号有损耗。通过测量事件点的反射时间，可计算出每个事件点的距离。因爲光缆中的光速是恒定的，接收光讯号的时间与事件的距离成正比。距离＝所用的时间×光速；利用讯号的波形和上述的接收时间，能够分析出某点的距离以及光缆的连接状态。