一种时域反射探测装置、方法制造方法及图纸

本申请涉及电子测试技术领域，特别是涉及一种时域反射探测装置、方法。所述装置包括：时钟信号发生模块，用于产生基准时钟信号并输出至脉冲信号生成模块；脉冲信号生成模块，用于基于基准时钟信号产生第一时钟信号以及第二时钟信号；探测连接模块，用于与待测件连接，将第一时钟信号输出至待测件，并接收待测件返回的反射信号；采样保持模块，用于接收反射信号，基于第二时钟信号将反射信号处理为反射保持信号；信号转换模块，用于将反射保持信号转换为数字反射信号；控制模块，用于接收数字反射信号并基于数字反射信号计算待测参数，还用于配置所述脉冲信号生成模块的输出。采用本方法能够提高时域反射探测装置的测量距离以及阻抗测量的准确性。抗测量的准确性。抗测量的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种时域反射探测装置、方法


[0001]本申请涉及电子测试
，特别是涉及一种时域反射探测装置、方法。

技术介绍

[0002]TDR(Time domain reflectometry)即时域反射技术，是雷达探测技术的一种应用。早期主要应用于通讯行业中，用来检测通信电缆的断点位置，因此又称为电缆探测仪。时域反射仪是利用时域反射技术实现的一种电子仪器，通过时域反射技术可以表征和定位金属电缆中的故障，还可以用于定位连接器，印刷电路板或任何其他电气路径中的不连续性。
[0003]目前，常见的时域反射仪主要包括发射电路，接收电路，发射接收系统，信号处理器。通过发射脉冲信号，检测反射信号，得到期望的结果。其中，时域反射仪采集信号时使用低速ADC采集高速信号，ADC的采样时钟与脉冲时钟存在一个很小的频率偏差，利用这个偏差，将多个脉冲周期的信号拼接成一个周期的信号，可以等效提高采样率，达到采集脉冲信号的要求。
[0004]然而，目前的时域反射仪，存在如下的技术问题：
[0005]常规的时域反射探测方法受到ADC的带宽限制，无法采集超出ADC带宽的信号，导致对阻抗不连续点位置的探测结果准确度低。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低模数转换器的带宽对接收信号的带宽限制，从而提高时域反射探测装置的测量距离以及阻抗测量的准确性的一种时域反射探测装置、方法。
[0007]第一方面，本申请提供了一种时域反射探测装置。所述装置包括：时钟信号发生模块、脉冲信号生成模块、探测连接模块、采样保持模块、信号转换模块以及控制模块；
[0008]所述时钟信号发生模块，用于产生基准时钟信号并输出至所述脉冲信号生成模块；
[0009]所述脉冲信号生成模块，用于基于所述基准时钟信号产生第一时钟信号、第二时钟信号以及第三时钟信号，并将所述第一时钟信号输出至所述探测连接模块、所述第二时钟信号输出至所述采样保持模块、所述第三时钟信号输出至所述信号转换模块；
[0010]所述探测连接模块，用于与所述待测件连接，将所述第一时钟信号输出至所述待测件，并接收所述待测件返回的反射信号，将所述反射信号输出至所述采样保持模块；
[0011]所述采样保持模块，用于接收所述反射信号，当所述第二时钟信号为高电平时，将所述反射信号处理为反射保持信号，将所述反射保持信号输出至所述信号转换模块，当所述第二时钟信号为低电平时，所述采样保持模块输出信号为自由状态；
[0012]所述信号转换模块，用于接收所述反射保持信号并将所述反射保持信号转换为数字反射信号，并将所述数字反射信号输出至所述控制模块；
[0013]所述控制模块，用于接收所述数字反射信号并基于所述数字反射信号计算待测参数，还用于配置所述脉冲信号生成模块的输出。
[0014]在其中一个实施例中，所述装置还包括：校准模块，所述校准模块设于所述探测连接模块与所述待测件之间。
[0015]在其中一个实施例中，所述第一时钟信号与所述第二时钟信号频率不同，所述第二时钟信号与所述第三时钟信号频率一致但相位不同。
[0016]在其中一个实施例中，所述信号转换模块包括采样保持单元，所述采样保持单元集成于所述信号转换模块中，用于对所述信号转换模块接收到的所述反射保持信号进行处理，所述采样保持模块的带宽大于所述采样保持单元的带宽。
[0017]在其中一个实施例中，所述采样保持模块包括两个差分通道，两个所述差分通道分别与所述信号转换模块的两个差分输入端连接。
[0018]在其中一个实施例中，所述控制模块包括处理单元和存储单元，所述存储单元中存储有链路阻抗算法，所述处理单元用于基于所述链路阻抗算法以及所述数字反射信号计算所述待测件的链路阻抗。
[0019]第二方面，本申请还提供了一种时域反射探测方法。所述方法基于所述时域反射探测装置实现，所述方法包括：
[0020]基于基准时钟信号生成第一时钟信号、第二时钟信号以及第三时钟信号；
[0021]将所述第一时钟信号通过探测连接模块输出至待测件，获取所述待测件返回的反射信号；
[0022]基于所述第二时钟信号配置采样保持模块以及基于所述第三时钟信号配置信号转换模块的工作频率，通过所述采样保持模块将所述反射信号处理为反射保持信号，通过所述信号转换模块将所述反射保持信号转换为数字反射信号；
[0023]根据所述数字反射信号利用预设的链路阻抗算法确定所述待测件的链路阻抗。
[0024]在其中一个实施例中，所述根据所述数字反射信号利用预设的链路阻抗算法确定所述待测件的链路阻抗之后，还包括：
[0025]获取所述待测件的材质特性参数；
[0026]基于所述材质特性参数以及所述数字反射信号确定所述待测件的反射距离。
[0027]在其中一个实施例中，所述根据所述数字反射信号利用预设的链路阻抗算法确定所述待测件的链路阻抗包括：
[0028]将多个采样周期的所述数字反射信号平均后获取平均数字反射信号，基于所述平均数字反射信号确定所述待测件的所述链路阻抗。
[0029]在其中一个实施例中，所述通过所述信号转换模块将所述反射保持信号转换为数字反射信号之后，还包括：
[0030]通过差分通道获取差分数字反射信号，基于所述差分数字反射信号确定所述待测件的差分阻抗。
[0031]上述一种时域反射探测装置、方法，通过独权中的技术特征进行推导，能够达到如下的有益效果：
[0032]1、利用时钟信号发生模块为系统提供基准时钟，从而使得脉冲信号生成模块得以根据统一的基准时钟信号生成具有一定频差的两路脉冲信号，将第一时钟信号通过探测连
接模块输出至待测件后，若待测件的传输路径中存在断点或故障点等导致阻抗不连续处时，一部分第一时钟信号得到反射，另一部分会继续沿待测件的传输路径传输，从而使得信号转换模块得以获得经阻抗点反射后的反射信号。在信号转换模块之前设置采样保持模块，利用采样保持模块提高反射信号的带宽，有助于利用采样保持模块提高信号转换模块接收到的信号的稳定性，降低反射信号的传输中的损耗对反射信号的影响，最终有助于提高时域反射探测装置的阻抗测量精度，并提高信号转换模块的接收信号的带宽；
[0033]2、在探测连接模块以及待测件之间设置校准模块，有助于利用标准阻值的端接电阻设备对时域反射探测设备进行校准，使得时域反射探测设备的参数得以与待测件适配，有助于进一步提高时域反射探测设备的探测精度；
[0034]3、采样保持模块包括差分通道，使得时域反射探测装置得以根据实际待测件的使用需求选择单端输入或双端差分输入，有助于提高时域反射探测装置的应用范围；
[0035]4、在计算链路阻抗时，将多个周期内的反射信号进行平均后，按照平均数字反射信号来计算链路阻抗，有助于降低在探测过程中的偶然因素导致的对探测结果的影响，从而有助于提高链路阻抗的探测精确度。
附图说明
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种时域反射探测装置，其特征在于，所述装置包括：时钟信号发生模块、脉冲信号生成模块、探测连接模块、采样保持模块、信号转换模块以及控制模块；所述时钟信号发生模块，用于产生相位可调的基准时钟信号并输出至所述脉冲信号生成模块；所述脉冲信号生成模块，用于基于所述基准时钟信号产生第一时钟信号、第二时钟信号以及第三时钟信号，并将所述第一时钟信号输出至所述探测连接模块、所述第二时钟信号输出至所述采样保持模块、所述第三时钟信号输出至所述信号转换模块；所述探测连接模块，用于与所述待测件连接，将所述第一时钟信号输出至所述待测件，并接收所述待测件返回的反射信号，将所述反射信号输出至所述采样保持模块；所述采样保持模块，用于接收所述反射信号，在所述第二时钟信号为高电平时，将所述反射信号处理为反射保持信号，将所述反射保持信号输出至所述信号转换模块，当所述第二时钟信号为低电平时，所述采样保持模块输出信号为自由状态；所述信号转换模块，用于接收所述反射保持信号并将所述反射保持信号转换为数字反射信号，并将所述数字反射信号输出至所述控制模块；所述控制模块，用于接收所述数字反射信号并基于所述数字反射信号计算待测参数，还用于配置所述脉冲信号生成模块的输出。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：校准模块，所述校准模块设于所述探测连接模块与所述待测件之间。3.根据权利要求1至2中任意一项所述的装置，其特征在于，所述第一时钟信号与所述第二时钟信号频率不同，所述第二时钟信号与所述第三时钟信号频率一致但相位不同。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号转换模块包括采样保持单元，所述采样保持单元集成于所述信号转换模块中，用于对所述信号转换模块接收到的所述反射保持信号进行处理，所述采样保持模块的带宽大于所述采样保持单元的带宽。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李成远，黄磊，
申请(专利权)人：苏州华兴源创科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：