使用ENA-TDR进行阻抗测试

在测量一条传输线上各处的阻抗值以及在时间域或距离域中对被测器件中所存在的问题，例如器件特性的不连续性进行检查时，矢量网络分析仪的时域测试功能是非常有用的。

时域：指在时间范畴内进行的分析或时域测试结果的显示，这种分析和测试结果显示在二维图形（X－Y 曲线）上，X 轴要么表示的是距离（电长度）或要么表示的是时间，Y 轴表示的则是幅度信息（通常为阻抗或电压）。

时域反射测量技术（TDR）：指利用快速阶跃信号发生器和接收机来进行传输或反射的测量方法。TDR 是对具有这种测试能力的示波器的统称。 使用 ENA 用 TDR 方法测量（时域内的测量）也可以得到 S 参数（频域内的参数）。矢量网络分析仪（VNA）：指用矢量网络分析仪（VNA）进行比值测量的方法，这种方法是用一个反射信号接收机或传输信号接收机对扫频连续波（CW）激励源进行跟踪，测试结果通常显示为 S 参数（反射信号或传输信号与激励信号之比）。这份资料主要讲述如何把用矢量网络分析仪测到的 S 参变换成时域测试结果。 

时域分析在观察传输线上的失配响应时非常有用。当测量被测器件的反射系数ρ或 S11 时，反射信号的大小是与被测器件的输入阻抗成正比的。S11 是被测器件的阻抗与测试系统的特性阻抗 Z0 相差大小的量度。一旦频域数据变换到时域数据，便可看到被测器件对阶跃或冲击激励的时域响应。时域响应可以给出各个电路元件的位置和每个部分的实际阻抗。所有这些信息都可以直接从分析仪的显示屏幕上看到。

比如用这个探针为例进行阻抗测量

打开 ENA 的 TDR 功能进行校准

由于是单端口器件，所以选择【Single Ended 1-Port】

按系统提示进行开路校准

然后接上夹具板或是探针，终端不接任何东西进行开路校准

将系统状态设置成【Time Doman】，格式为【Impedance】且激励状态为【Lowpass Step】，也就是低通时域模式。

VNA 的低通时域模式是对传统 TDR 测量方式的模拟，并提供阶跃信号和冲击信号两种激励方式。

在这种测量模式下对测量的频率范围有一些特殊限制。它要求测试所得到的正数据点要均匀地隔开，这样这些数据点就可以从直流到测试的终止频率都是谐波相关的。在设置测量频率时必须要使测试的终止频率等于起始测试频率与测试点数之积。（下图安立 VNA 测试画面所示）。

低通测试模式所包含的信息在确定不连续性处的阻抗类型（电阻型、 电容型或电感型）时是非常有用的。

如上图所示在阶跃向应下开路及短路状态的波形如下

由于我在端口处连接了测试电缆故下图中左边红圈处为仪表 N 头的位置，而右边红圈处才是电缆终端开路的位置。

通过座标轴可以调整实际显示的刻度。下图是调整好刻度且接上探针的阻抗显示。

两个 Mark 点处中间一段就是探针的阻抗及电长度。Mark 点使用以下方式可以开启。

通过这种方式也可以去测量比如 N 转 SMA 之类的转接头的阻抗特性，下图是一个品质较好的 N 转 SMA 接头。

及一个相对便宜的接头测试结果显示。

这也告诉我们，通常在使用仪表选择连接器的时候尽量不要图便宜，还是要选性价比较好的产品，通过实物一测即可发现，廉价的接头在阻抗匹配上做的是相对较差的，进而直接影响到系统的校准结果。

矢量网络分析仪时域低通测量模式功能真正强大的地方在于它在其阶跃和冲击激励响应的结果中既描述了阻抗不连续性所在的位置，又能告诉你在这些阻抗不连续性的地方阻抗发生了哪种类型的变化。低通测量模式结果显示中的横轴是冲击的双向行进时间。矢量网络分析仪屏幕上的游标功能可以显示出到某个不连续点的时间和距离，并在计算游标所显示的距离读数时自动对双向响应作出解释。所显示的距离是基于假设信号是以光速（2.997925×108 m/s）传播的。实际上，在大多数介质，如同轴电缆中，信号的传播速度要比光速慢。

Gating 功能可以将不需要显示的部分去除。