【仪测高下】聊一聊TDR测试中曲线上飘现象
芯世相·2025-10-23 19:41
技术发展趋势 - PCIe技术持续高速发展,传输速率从112Gbps提升至224Gbps并逐渐成熟,未来448Gbps高速链路将落地应用[1] - 伴随速率大幅提升,高速信号完整性问题日益突出,信号反射、串扰及通道损耗等因素使设计和验证面临前所未有的挑战[1] TDR测试的重要性与应用 - TDR测试作为重要测量手段,对传输线阻抗控制及信号路径问题定位至关重要,能够直观反映传输线阻抗特性并帮助工程师快速识别故障点[1] - 传统TDR测试使用阶跃信号源和示波器,目前流行使用矢量网络分析仪进行TDR测量[2] - 实际测试中观察到阻抗曲线随横轴时间增加而逐渐增大的现象,从0.11 ns到3.45 ns阻抗上升约7欧姆,单端和差分测试均会出现此现象[2][4] 阻抗上飘现象的理论分析 - 无耗传输线特征阻抗在频域上为常数,时域上不会随时间变化,不会出现上飘现象[8][9] - 有损耗传输线特征阻抗受导体电阻R影响,主要由直流电阻和与趋肤效应有关的交流电阻组成[10][11] - 通过数学推导得到时域阻抗公式,显示阻抗从t=0时刻开始随时间单调上升,曲线为线性曲线和平方根曲线的叠加[14][15] 实验验证与工程实践 - 实际PCB差分线测试显示单端阻抗上升3.6欧姆和3.3欧姆,差分阻抗上升7.1和7.2欧姆,与计算的直流电阻值单端2.7欧姆、差分5.4欧姆相近[18][23] - Open联盟千兆以太网测试规范附录B中规定可使用"slope"对TDR阻抗测试结果进行修正[25] - 最终确认TDR阻抗测试中阻抗随时间增大现象由传输线导体电阻引起,导体电阻越大阻抗上飘斜率越大[26]