(a) 啟用門控前的時域響應

(b) 啟用門控前的頻率響應

(c) 啟用門控后的頻率響應

圖4-6 時域門控功能效果

2、 高速數(shù)字信號傳輸性能分析

利用TDR的時域傳輸測量功能可對數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)性能進行測試與分析，同樣是TDR的重要應用場景。在高速數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)測試領域，基于VNA的TDR方案通過傳輸S參數(shù)測量更容易在高頻段實現(xiàn)此功能。

在進行實際測量之前，同樣需要對VNA進行校準，根據傳輸系統(tǒng)輸入阻抗、輸出阻抗調整VNA測試端口阻抗。如有必要使用夾具實現(xiàn)DUT連接，應當對每個測試端口執(zhí)行夾具去嵌入。如需分析傳輸系統(tǒng)物理長度，可配置傳輸系統(tǒng)內介質介電常數(shù)或傳播常數(shù)。

為獲得最高的測量精度，使用標準校準件對VNA測試端口進行SOLT或SOLR校準(全二端口校準)。

圖4-7 使用VNA-TDR進行信號傳輸性能測試

為分析數(shù)字信號傳輸性能，采用低通階躍模式進行測試；將時域響應以電壓或傳輸系數(shù)格式顯示，跡線顯示達到接收測試端口(夾具靠近DUT的端口)的時域信號。利用光標可讀出信號傳輸延時及傳輸系統(tǒng)的物理長度(若介質介電常數(shù)或傳播常數(shù)被正確地配置)。

分析高速數(shù)字信號傳輸性能時，信號傳輸畸變是重要的測試內容。在基于VNA的TDR方案中，通過調整時域變換時應用的窗函數(shù)參數(shù)可模擬DUT對不同上升時間階躍激勵的響應，以實現(xiàn)對DUT在實際工作條件下性能的測試。

為探究DUT傳輸性能導致的信號畸變，可使用游標搜索中的上升時間搜索功能獲取傳輸端接收到的時域信號上升時間，結合激勵信號上升時間對信號畸變程度進行初步估計，并預估DUT對傳輸信號抖動(jitter)最高容限以及特定碼率下碼間串擾的嚴重程度。

下圖為使用基于VNA的TDR功能對某傳輸線的測試結果，激勵階躍信號上升時間為120ps。從測試結果可觀察到由于傳輸系統(tǒng)的高頻衰減較大，傳輸信號的上升時間明顯變長；當傳輸數(shù)字信號比特率高于傳輸信號上升時間的倒數(shù)，將產生嚴重的碼間串擾問題。此外，在時域測量結果中還能觀察到明顯的上升沿畸變現(xiàn)象，可用于初步估計信號傳輸質量。

(a) 時域測量結果

(b) 頻域測量結果

圖4-8 VNA-TDR傳輸測量結果

若測試所得的傳輸系統(tǒng)性能不能達到設計要求，為減少設計與測試成本，通常考慮在不重新進行系統(tǒng)設計的前提下，對原系統(tǒng)輸入或輸出端級聯(lián)一個補償網絡，以改善其傳輸效果。對于高速數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)而言，傳輸信號發(fā)生畸變的主要原因在于信號高頻分量的衰減強于低頻分量；在此情形下，對高頻分量進行增益補償是在頻域上改善其性能的常用方法。在輸入端，可采用預加重技術預先放大輸入數(shù)字信號高頻分量；在輸出端，可級聯(lián)一個高通濾波器實現(xiàn)信號各頻率分量的增益均衡。

基于VNA的TDR方案很容易實現(xiàn)預加重與增益均衡濾波這樣的頻域補償仿真，只需給出主要技術參數(shù)即可通過仿真分析不同補償策略下的系統(tǒng)修正效果。