TDR es el acrónimo de Reflectometría en el Dominio del Tiempo. Se trata de una tecnología de medición remota que analiza las ondas reflejadas y determina el estado del objeto medido en la posición de control remoto. Además, existen otras variantes como el relé de retardo de tiempo y el registro de datos de transmisión. Este último se utilizaba principalmente en la industria de las comunicaciones, en sus inicios, para detectar puntos de ruptura en cables de comunicación, por lo que también se le denominaba "detector de cables". Un reflectómetro en el dominio del tiempo es un instrumento electrónico que utiliza la reflectometría en el dominio del tiempo para caracterizar y localizar fallas en cables metálicos (por ejemplo, cables de par trenzado o coaxiales). También se puede utilizar para localizar discontinuidades en conectores, placas de circuitos impresos o cualquier otra ruta eléctrica.
La interfaz de usuario del E5071c-tdr puede generar mapas de ojo simulados sin necesidad de un generador de código adicional. Si necesita un mapa de ojo en tiempo real, añada un generador de señales para completar la medición. El E5071C incluye esta función.
Descripción general de la teoría de la transmisión de señales
En los últimos años, con la rápida mejora de la velocidad de transmisión de los estándares de comunicación digital (por ejemplo, la velocidad de transmisión del USB 3.1, el estándar para el consumidor, alcanzó los 10 Gbps, y la del USB 4, los 40 Gbps), han surgido problemas nunca antes vistos en los sistemas digitales tradicionales. Problemas como la reflexión y la pérdida pueden causar distorsión de la señal digital, lo que resulta en errores de bits. Además, debido a la disminución del margen de tiempo aceptable para garantizar el correcto funcionamiento del dispositivo, la desviación de temporización en la ruta de la señal se vuelve crucial. La radiación electromagnética y el acoplamiento producidos por la capacitancia parásita generan diafonía y provocan un funcionamiento incorrecto del dispositivo. A medida que los circuitos se miniaturizan y se vuelven más compactos, este problema se agrava. Para colmo, una reducción en la tensión de alimentación conlleva una menor relación señal/ruido, lo que hace que el dispositivo sea más susceptible al ruido.
La coordenada vertical de TDR es la impedancia.
El TDR introduce una onda escalón desde el puerto al circuito, pero ¿por qué la unidad vertical del TDR no es voltaje sino impedancia? Si es impedancia, ¿por qué se observa el flanco ascendente? ¿Qué mediciones realiza el TDR con un analizador de redes vectoriales (VNA)?
El analizador de redes vectoriales (VNA) es un instrumento para medir la respuesta en frecuencia del dispositivo bajo prueba (DUT). Durante la medición, se introduce una señal de excitación sinusoidal en el dispositivo y los resultados se obtienen calculando la relación de amplitud vectorial entre la señal de entrada y la señal transmitida (S21) o reflejada (S11). Las características de respuesta en frecuencia del dispositivo se obtienen escaneando la señal de entrada en el rango de frecuencias de medición. El uso de un filtro de paso de banda en el receptor de medición permite eliminar el ruido y las señales no deseadas, mejorando así la precisión de la medición.
Diagrama esquemático de la señal de entrada, la señal reflejada y la señal de transmisión.
Tras analizar los datos, se observó que el instrumento TDR normalizaba la amplitud de voltaje de la onda reflejada y la convertía a impedancia. El coeficiente de reflexión ρ es igual al voltaje reflejado dividido por el voltaje de entrada. La reflexión se produce donde la impedancia es discontinua, y el voltaje reflejado es proporcional a la diferencia entre las impedancias, mientras que el voltaje de entrada es proporcional a la suma de las impedancias. Por lo tanto, se obtiene la siguiente fórmula. Dado que el puerto de salida del instrumento TDR es de 50 ohmios, Z₀ = 50 ohmios, por lo que se puede calcular Z, es decir, obtener la curva de impedancia del TDR mediante una gráfica.
Por lo tanto, en la figura anterior, la impedancia observada en la etapa inicial de incidencia de la señal es mucho menor que 50 ohmios, y la pendiente se mantiene estable a lo largo del flanco ascendente, lo que indica que la impedancia observada es proporcional a la distancia recorrida durante la propagación directa de la señal. Durante este periodo, la impedancia no cambia. Podría decirse que el flanco ascendente fue absorbido tras la reducción de la impedancia y finalmente se ralentizó. En la trayectoria subsiguiente de baja impedancia, comenzó a mostrar las características de un flanco ascendente y continuó aumentando. Posteriormente, la impedancia supera los 50 ohmios, por lo que la señal experimenta una ligera sobreoscilación, luego regresa lentamente y finalmente se estabiliza en 50 ohmios, momento en el que la señal ha llegado al otro puerto. En general, la región donde la impedancia disminuye puede considerarse como una carga capacitiva conectada a tierra. La región donde la impedancia aumenta repentinamente puede considerarse como un inductor en serie.
Fecha de publicación: 16 de agosto de 2022
