由于動態(tài)范圍與噪聲衰減成正比，那么在相同測量時間內(nèi)，VNA方案較示波器方案所得的動態(tài)范圍擴(kuò)大倍率為：

在實(shí)際測量中，噪聲帶寬fn等于采樣示波器的截止頻率fc，而后者遠(yuǎn)高于物理采樣頻率fps；VNA方案的動態(tài)范圍要明顯高于采樣示波器方案。

三、VNA方案更易于實(shí)現(xiàn)

第三，對多條傳輸線時序測試時，示波器方案需要嚴(yán)格時序同步的激勵信號，激勵信號波動直接影響測試精度，在高頻段測量時實(shí)現(xiàn)難度很大；而VNA方案采用矢量比測量方法消除了激勵信號波動對各傳輸線性能測試的影響，易于實(shí)現(xiàn)。

四、VNA方案可以減少信號間干擾

第四，對上電工作狀態(tài)下的DUT進(jìn)行測量時，VNA方案可通過調(diào)整頻率掃描點(diǎn)避開DUT內(nèi)部信號頻率，實(shí)現(xiàn)測試信號與DUT內(nèi)部信號的互不干擾。而示波器方案難以排除DUT內(nèi)部信號干擾，無法進(jìn)行上電DUT測試。

(a) 存在DUT上電干擾時無法正常進(jìn)行阻抗測量

(b) 調(diào)整頻率掃描規(guī)避上電干擾信號

圖3-1 Hot TDR功能效果示意圖

五、VNA方案更便于分析

第五，VNA方案有利于將頻域測試與時域測試相結(jié)合，有利于分析與仿真頻域補(bǔ)償方案對DUT傳輸性能的影響，例如在接收端引入均衡濾波器等。

3、工程應(yīng)用實(shí)例

本部分將介紹基于VNA的TDR方案在實(shí)際研發(fā)測試中的兩種典型應(yīng)用場景：印刷電路板布線故障分析與高速數(shù)字信號傳輸性能分析。

1、 印刷電路板布線故障分析

印刷電路板(PCB)上布線故障分析是TDR的最常見的應(yīng)用場景，基于VNA的TDR方案可結(jié)合頻域測試的優(yōu)勢提供相同的測試功能。

準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行實(shí)際測量之前，需要對VNA進(jìn)行校準(zhǔn)，以便在后續(xù)測量結(jié)果中排除測試系統(tǒng)誤差。為獲得最高的測量精度，使用標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)件對VNA測試端口進(jìn)行OSL校準(zhǔn)。

圖4-1 VNA校準(zhǔn)

若被測傳輸線具有與VNA系統(tǒng)阻抗不同的特征阻抗值，應(yīng)當(dāng)在進(jìn)行實(shí)際測試前將VNA測試端口阻抗設(shè)置為傳輸線特征阻抗值。

TDR進(jìn)行故障定位的基本原理是通過反射信號相對于激勵的延時計(jì)算反射點(diǎn)所在的位置，但電磁波的傳播速率因介質(zhì)而異，因此為方便地讀取DUT上各故障點(diǎn)所在的位置，可進(jìn)行實(shí)際測試前設(shè)置DUT中介質(zhì)介電常數(shù)或傳播常數(shù)(計(jì)算時默認(rèn)磁導(dǎo)率為1.0)。

圖4-2 VNA-TDR參數(shù)配置