隨著高速數據傳輸 Gbps 速率的普及，數字通信標準的比特率也在迅速提升，比特率的提高會使得一些問題突顯出來。比如，反射和損耗的問題會造成數字信號失真，出現誤碼。另外由于保證器件正確工作的可接受時間裕量不斷減少，信號路徑上的時序偏差問題變得非常明顯。雜散電容所產生的輻射電磁波和耦合會導致串擾，使器件工作出現錯誤，隨著電路越來越小、越來越緊密，這一問題也就越來越明顯。更糟糕的是，電源電壓的降低將會導致信噪比降低，使器件的工作更容易受到噪聲的影響。

盡管這些問題增加了數字電路設計的難度，但是設計人員在縮短開發時間上受到的壓力絲毫沒有減輕。

隨著比特率的提高，盡管無法避免上述問題，但是使用高精度的測量儀器可以對此類問題進行檢測和表征。以下是使用儀器處理這些問題時必須要遵守的測量要求:

1. 在更寬的頻率范圍都要有很大的測量動態范圍實現高動態范圍的一種方法是降低噪聲。如果儀器噪聲達到最低水平，就可以把很小的信號(例如串擾信號)測量出來。精確地測量高頻元器件也很關鍵，因為它們是導致信號完整性問題的最常見原因。

2. 激勵信號要能精確地同步起來在測量多條微帶線之間信號的時序偏差時，精確同步的激勵信號更能保證精確的測量結果。

3. 快速進行測量并刷新儀表屏幕上顯示的測量結果，能夠快速進行測量并刷新所顯示的測量結果可以使產品的設計效率更高并提高生產吞吐量。

傳統上，基于采樣示波器的時域反射計 (TDR) 一直用于電纜和印刷電路板的測試。由于這種示波器的噪聲相對較大，同時實現高動態范圍和快速測量具有一定難度，雖然通過取平均法可以降低噪聲，但是這會影響測量速度。示波器上用于測量時序偏差的多個信號源之間的抖動，也會導致測量誤差。此外，給 TDR 示波器設計靜電放電 (ESD) 保護電路非常困難，因此 TDR 示波器容易被 ESD 損壞。

這些問題只憑 TDR 示波器基本上很難解決，通過 VNA-TDR — 基于矢量網絡分析儀 (VNA) 的 TDR 解決方案成為時域分析的新選擇，與基于傳統方案的 TDR 示波器相比，VNA-TDR 分析儀提供更高的精度和超強的抗靜電能力。

更高的精度

樹立新的行業精度標準

– 寬動態范圍，可測量被測器件的真實性能；

– 低本底噪聲，可進行精確和重復性較好的測量；

– 先進的誤差校正技術確保您測量的是您的被測器件本身，而非測量系統；

超強的抗靜電性能

儀器內置保護電路

– 專有的靜電（ESD）保護芯片能夠顯著提升 ESD 保護性，同時保持卓越的射頻性能；

– 更加穩定的結構可將 ESD 引起的儀器故障概率降低到非常低的水平，大大降低儀器維修費用和停機時間；

矢量網絡分析儀 VNA 可以進行哪些測量?

矢量網絡分析儀 VNA是測量被測件 (DUT) 頻率響應的儀器，測量的時候給被測器件輸入一個正弦波激勵信號，然后通過計算輸入信號與傳輸信號 (S21) 或反射信號 (S11) 之間的矢量幅度比得到測量結果; 在測量的頻率范圍內對輸入的信號進行掃描就可以獲得被測器件的頻率響應特性; 在測量接收機中使用帶通濾波器可以把噪聲和不需要的信號從測量結果中去掉，提高測量精度。

從頻域變換到時域 ( 傅立葉逆變換) 眾所周知，頻域和時域之間的關系可以通過傅立葉理論來描述。通過對使用 VNA 獲得的反射和傳輸頻率響應特性進行傅立葉逆變換，可以獲得時域上的沖激響應特性。再通過對沖激響應特性進行積分，可得到階躍響應特性。這和在 TDR 示波器上觀察到的響應特性是一樣的。由于積分計算非常耗時，因此實際上使用的方法是在頻域中根據傅立葉變換的卷積原理進行計算 — 把輸入信號的傅立葉變換和被測件的頻率響應特性進行卷積，然后再對結果實施傅立葉逆變換。由于在時域中的積分也可使用頻域中的卷積來描述，因此我們可以快速計算出階躍響應特性。

VNA-TDR 和 86100C TDR 示波器 (86100C) 的測量結果之間的相關性(示波器 TDR 的測量結果是經過 16 次平均以后得到的)。兩個測量結果之間的差別不到 0.4 Ω。

相關儀器和選件

2端口 P937xB 型號最大到44GHz

4端口 P938xB 型號最大到20GHz

S97011B：配有TDR選件的增強時域分析軟件

可以實現更詳細的時域反射或傳輸響應測量和評估，如眼圖/遮罩模式，而無需添加 PLTS 軟件。抖動和加重/均衡功能可模擬真實信號和環境。采用最新型的校準技術，可提供完全校準；自動糾偏能夠輕松消除夾具和探頭的影響。為保證最佳精度，建議使用機械校準套件或帶 DC 選件的電子校準件。