基于時域反射和傳輸?shù)腟參數(shù)測量(07-100)

　　圖5 時域反射測量系統(tǒng)的匹配

 　　幾種基于TDR/TDT的S參數(shù)測量設備

　　目前有三家測試測量儀器公司供應整套的基于TDR/TDT的S參數(shù)測量設備，它們是安捷倫公司的86100C系列數(shù)字取樣示波器和TDR模塊，泰克公司的DSA8200數(shù)字串行分析儀和80E10等TDR插件，力科公司的WaveExpert取樣示波器和ST—20 TDR模塊，以下簡要介紹它們的特性。

　　安捷倫的DCA86100數(shù)字通信分析儀由86100C主機和兩個54754A差分TDR模塊組成，內(nèi)置隧道二極管的階躍脈沖發(fā)生器，上升時間<25ps。在86100C選件202(增強阻抗和S參數(shù)測量)軟件支持下，DCA86100具有18GHz帶寬，能夠測量32項S參數(shù)，同時顯示6個S參數(shù)，具有廣泛的校準和測量功能，動態(tài)范圍超過45dB 。將基于TDR/TDT的S參數(shù)測量結果與安捷倫的PNA系列四端口20GHz精確矢量網(wǎng)絡分析儀的測量數(shù)據(jù)相比較，在10GHz的頻率范圍內(nèi)兩種結果高度匹配。圖6是輸入端口差分損耗SDD11的對比曲線，紅色曲線由VNA方法測得，藍色曲線由TDR/TDT方法測量，證實基于TDR/TDT的S參數(shù)測量技術具有很高可信度。

　　DCA86100主機還可配用86118A單端雙通道模塊，帶寬可達到70GHz，而且使用遠端探頭，縮短TDR/TDT參考平面與被測元件之間的距離。但是86118A的階躍脈沖發(fā)生器的上升時間約為25ps，為了充分發(fā)揮70GHz帶寬的S參數(shù)測量能力，需要使用上升時間<10ps的階躍脈沖發(fā)生器，安捷倫公司提供的第三方PSPL(皮秒實驗室)公司的4020脈沖增強模塊，能夠產(chǎn)生<9ps的階躍脈沖信號，配備86118A/4020模塊的基于TDR/TDT的S參數(shù)測量設備，代表當前達到的最高水平。

　　泰克的DSA8200數(shù)字串行分析儀，它主要用于測量各種高速串行鏈路網(wǎng)絡特性，包括時域反射、S參數(shù)、信號可信度和噪聲。目前DSA8200具有業(yè)界的最低噪聲和時間抖動最小，同時提供多種插件，從帶寬10GHz至70GHz的選件，而且階躍脈沖發(fā)生器的上升時間是12ps。例如配合80E10取樣插件的DSA8200，它的帶寬達到70GHz，動態(tài)范圍70dB，最多可安裝8個80E10插件，實現(xiàn)8通道輸入，為多端口的S參數(shù)測量提供方便。泰克還提供差分TDR/TDT的取樣插件。

　　DSA8200采用基于TDR/TDT的S參數(shù)測量的軟件是IConnect，它的取樣點達到1M點，校準過程簡化，提高測量精度，縮短測量時間。DSA8200使用差分TDR/TDT測量方式獲得如下的S參數(shù)帶寬：

　　在上述數(shù)字中入射波上升時間就是階躍脈沖發(fā)生器的上升時間。對于80E10來說，上升時間12ps可獲得S參數(shù)測量的50GHz帶寬。此時可測量短距離同軸線的1mm不連續(xù)點，以及100m長的電纜組合的S參數(shù)。在這種測量環(huán)境下，基于TDR/TDT的S參數(shù)測量比VNA技術更方便和精確，并且提供更多的信息。