TDR est l'acronyme de réflectométrie temporelle. Il s'agit d'une technologie de mesure à distance qui analyse les ondes réfléchies et détermine l'état de l'objet mesuré à distance. On parle également de réflectométrie temporelle, de relais temporisé et d'enregistreur de données transmises (TDR). Ce dernier était principalement utilisé dans l'industrie des communications à ses débuts pour détecter les ruptures de câbles, d'où son appellation de « détecteur de câbles ». Un réflectomètre temporel est un instrument électronique qui utilise la réflectométrie temporelle pour caractériser et localiser les défauts dans les câbles métalliques (par exemple, les paires torsadées ou les câbles coaxiaux). Il peut également servir à localiser les discontinuités dans les connecteurs, les circuits imprimés ou tout autre circuit électrique.
L'interface utilisateur du E5071c-tdr permet de générer une carte de l'œil simulée sans générateur de code supplémentaire. Pour une carte de l'œil en temps réel, ajoutez un générateur de signaux afin de réaliser la mesure. Le E5071C possède cette fonction.
Aperçu de la théorie de la transmission du signal
Ces dernières années, avec l'amélioration rapide du débit binaire des normes de communication numérique (par exemple, l'USB 3.1 grand public atteint même 10 Gbit/s et l'USB4 40 Gbit/s), des problèmes inédits apparaissent. La réflexion et les pertes, par exemple, peuvent entraîner une distorsion du signal numérique et des erreurs binaires. De plus, la réduction de la marge de temps acceptable pour le bon fonctionnement du dispositif rend la synchronisation du signal critique. Les ondes électromagnétiques rayonnées et le couplage dû aux capacités parasites provoquent de la diaphonie et perturbent le fonctionnement. Ce problème s'accentue avec la miniaturisation des circuits. Enfin, la réduction de la tension d'alimentation diminue le rapport signal/bruit, rendant le dispositif plus sensible au bruit.
La coordonnée verticale du TDR est l'impédance.
Le réflectomètre temporel (TDR) injecte un signal échelon depuis le port vers le circuit, mais pourquoi son unité verticale est-elle l'impédance et non la tension ? Si c'est l'impédance, pourquoi observe-t-on le front montant ? Quelles mesures sont effectuées par un TDR à partir d'un analyseur de réseau vectoriel (VNA) ?
Un analyseur de réseau vectoriel (VNA) est un instrument permettant de mesurer la réponse en fréquence du dispositif sous test (DUT). Lors de la mesure, un signal d'excitation sinusoïdal est appliqué au dispositif. Les résultats sont ensuite obtenus en calculant le rapport d'amplitude vectorielle entre le signal d'entrée et le signal transmis (S21) ou réfléchi (S11). Les caractéristiques de réponse en fréquence du dispositif sont obtenues en balayant le signal d'entrée dans la plage de fréquences mesurée. L'utilisation d'un filtre passe-bande dans le récepteur de mesure permet d'éliminer le bruit et les signaux parasites, améliorant ainsi la précision de la mesure.
Schéma du signal d'entrée, du signal réfléchi et du signal de transmission
Après vérification des données, il s'est avéré que l'instrument TDR normalisait l'amplitude de tension de l'onde réfléchie, puis la convertissait en impédance. Le coefficient de réflexion ρ est égal à la tension réfléchie divisée par la tension d'entrée. La réflexion se produit là où l'impédance est discontinue, et la tension réfléchie est proportionnelle à la différence entre les impédances, tandis que la tension d'entrée est proportionnelle à la somme des impédances. On obtient ainsi la formule suivante. Le port de sortie de l'instrument TDR ayant une impédance de 50 ohms, Z₀ = 50 ohms, Z peut être calculé, c'est-à-dire que la courbe d'impédance du TDR est obtenue par tracé.
Par conséquent, sur la figure ci-dessus, l'impédance observée lors de la phase d'incidence initiale du signal est bien inférieure à 50 ohms, et la pente est stable le long du front montant, ce qui indique que l'impédance observée est proportionnelle à la distance parcourue lors de la propagation du signal. Pendant cette période, l'impédance reste constante. On pourrait dire, de manière un peu détournée, que le front montant est absorbé après la réduction d'impédance, puis ralenti. Sur le trajet suivant, à faible impédance, le signal présente les caractéristiques d'un front montant et continue de croître. Puis, l'impédance dépasse 50 ohms, ce qui provoque un léger dépassement, suivi d'un retour progressif à 50 ohms, le signal ayant atteint le port opposé. De manière générale, la zone de chute d'impédance peut être assimilée à une charge capacitive à la masse. La zone d'augmentation brutale de l'impédance peut être assimilée à une inductance en série.
Date de publication : 16 août 2022
