TDR的阻抗誤差、Peeling修正

Take-away: 

1. TDR 採用step-voltage 當電壓源會有較直觀的阻抗結果。
2. TDR 在強烈&多層反射的DUT下，會產生阻抗誤差。
3. 阻抗誤差可用TDR Peeling Algorithm修正。

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之前介紹過TDR的基本原理
https://sipi-taiwan.blogspot.com/2020/01/tdr.html

(如下圖)
當時我們選用step voltage當作source，為什麼呢?
舉例DUT為40ohm + 60ohm + 30ohmTerm。

(如上圖)採用step voltage source在時域上的波型會有明顯的切線，可以輕易的分辨阻抗和時間(傳輸線物理長度)。
(如上圖)採用pulse voltage source，波型亂成一團難以分辨。
NOTE: TDR 使用step-voltage source會有較直觀的阻抗結果。

(如下圖)
TDR在有些時候會"失靈"，此舉兩例。

• case 1: 強烈多重反射，造成TDR阻抗誤差。

DUT為10ohm和50ohm，這麼大的阻抗差會有強烈的反射，使訊號有很長時間/多次的多重反射，造成TDR的誤判。

• case 2: 因多層多重反射，離TDR越遠的阻抗誤差越大。

DUT為三段40ohm&60ohm組成，TDR結果顯示第一段40ohm&60ohm尚能準確抓出來，但到了第三段40&60ohm，已經有了誤差。

NOTE: TDR 在強烈&多層反射的DUT下，會產生阻抗誤差。

如何解決多重反射造成的TDR誤差呢?
有個演算法稱為TDR Peeling Algorithm。
Peeling概念為利用不同時間點的阻抗結果來修正誤差的阻抗，筆者在這不詳敘Peeling的推導，僅提供網路文檔資源給讀者參考。
Peeling Doc 1: https://arxiv.org/pdf/1804.00456.pdf
Peeling Doc 2: https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=7342291
NOTE: TDR Peeling Algorithm可修正TDR阻抗誤差。

有些商用模擬軟體(如Keysight ADS)內建已有寫好的Peeling function提供使用，舉上述case1為例，在Peeling修正後10ohm&50ohm的DUT已經能正確量測。

有些商用TDR量測機臺也提供Peeling功能
https://www.youtube.com/watch?v=x-gJEDRRntQ

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