熟悉矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）的朋友都知道，近些年，VNA提供選裝TDR功能越來越普遍，幾乎已經(jīng)成為一個必選的選項。此外還有一種用來測試傳輸線特征阻抗的傳統(tǒng)儀器--時域反射計，這兩者之間孰優(yōu)孰劣，本文通過原理來比較下兩者的功能和應(yīng)用。

時域反射計

時域反射計（Time Domain Reflectometer, TDR）是一種測量導(dǎo)線、電纜或其他傳輸線路中信號反射的儀器。主要由以下三部分組成：

• 階躍信號發(fā)生器

• 采樣示波器

• 探測系統(tǒng)組件

下圖是時域反射計的原理框圖。

工作原理：內(nèi)部階躍信號源會發(fā)出階躍信號，通過探頭組件傳輸?shù)酱郎y傳輸線上，當(dāng)傳輸線中發(fā)生阻抗變化時，一部分階躍信號會反射，其余信號會沿著傳輸路徑繼續(xù)向前傳輸（圖2）。同時內(nèi)部的采樣示波器會檢測反射信號的電壓幅度，通過計算得出不同的阻抗值（圖3）。另外，由于示波器采集到的信號是反射信號與入射信號的疊加信號（兩者存在時間差，因此疊加信號是帶臺階的階躍信號），通過測量這個臺階，可測算出反射信號的時間，進而計算出傳輸路徑中阻抗的變化點的位置。

TDR最終可呈現(xiàn)出一條隨著時間推進，阻抗變化的波形，配合正確的介電常數(shù)，可精確計算出每一個阻抗變化點的長度位置信息（圖4）。

基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的TDR功能

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是一種廣泛用于電子、通信、射頻和微波領(lǐng)域的測試儀器。它能夠測量器件、電路或系統(tǒng)的傳輸參數(shù)和散射參數(shù)。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部包含正弦波激勵源和接收機，通過測量入射信號與傳輸信號和反射信號的比值可以計算出器件的頻響結(jié)果。

任何時域上的信號都是由若干個正弦波組成。如果知道這些正弦波的幅度和相位關(guān)系，計算得到信號的時域波形。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的頻率掃描測量就是在不同的時間（掃描期間）測量不同頻率點的輸入與輸出信號正弦波信號的幅度和相位關(guān)系（S參數(shù)），通過傅立葉反變換得到被測件的時域響應(yīng)。這些不同頻率點的信號并不是同時存在的，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀并沒有直接產(chǎn)生時域脈沖或階躍信號。

總結(jié)

時域反射計與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的TDR在時域分析和故障定位方面具有相似的功能，但是時域反射計的結(jié)構(gòu)和功能相對簡單，使用方便，適用于簡單快捷的測量與故障排查。

時域反射計的分辨率有限，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的分辨率可通過不斷提高測試帶寬來提升測試分辨率。不同于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的窄帶接收機，時域反射計的接收機帶寬高，噪聲大，因此動態(tài)范圍會比矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀小很多。另外矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀還能通過校準(zhǔn)，實現(xiàn)矢量誤差修正，測試結(jié)果更為精確。