로이엔텍 - VNA를 이용한 TDR 측정 / Part 1. TDR 측정의 원리

안녕하세요. 오늘은 Vector Network Analyzer에서의 Time Domain (TDR) 측정은 어떠한 원리로 측정이 되며, 이 Time Domain 측정 시 영향을 미치는 요소에는 어떠한 것들이 있는지 소개 드리려고 합니다.

 

 

VNA를 이용한 TDR 측정 원리

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우선 TDR은 Time Domain Reflectometry의 약자로 신호(stimulus)를 DUT(Device Under Test)에 입력하고, 반사되어 돌아오는 응답을 시간 영역에서 관찰하는 방식이며, Vector Network Analyzer의 TDR 측정 결과는 기존에 Frequency Domain에서의 측정 후 이를 IFFT(역 푸리에 변환) 하여 시간 영역으로 변환한 결과라고 볼 수 있습니다.

 

그림1) 푸리에 및 역 푸리에 변환 공식 ​

 

이러한 TDR은 최근 고속 디지털 신호와 RF 회로의 주파수가 점점 높아지면서, 신호 무결성(SI, Signal Integrity)을 측정하는데 중요한 측정 중 하나가 되었으며, TDR 측정을 이용하여 전송선로, 커넥터, 케이블 같은 구조의 임피던스 불연속성과 반사를 분석하여 SI(Signal Integrity)를 평가하는데 사용되곤 합니다.

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평가의 한 가지 예시를 들자면, DUT에 임피던스 불연속(예: 단선, 단락, 커넥터, 기판 두께 변화)이 있으면 해당 구간에 신호의 일부가 반사되어 돌아오게 될 것이고, 이때 반사된 신호를 시간 축으로 분석함으로써 불연속이 발생한 위치(거리) 와 임피던스의 불확실성 을 판단할 수 있게 됩니다.

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Step Respons 과 Impulse Response

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TDR 측정시 신호(Stimulus) 대한 Response는 step또는 impulse 형태를 사용하며, Impulse 방식은 임피던스의 변화가 있다면 해당 구간에서 순간적으로 높은 Resoultion으로 변화가 있는 구간을 표시해주고 Step 방식은 해당 구간에서 임피던스가 얼마나 높아졌는지 혹은 낮아졌는지를 평가하는데 유용합니다.

 

그림2) Time Domain Impulse 방식, Step 방식

 

그림3) Impulse 방식 및 Step 방식의 임피던스 측정

 

Band Pass 타입과 Low Pass 타입

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또한 Step 또는 Impulse Response를 선택할 때 Band Pass Mode를 사용할 것인지 Low Pass Mode를 사용할 것인지 선택해야 하며, Band Pass Mode의 경우에는 주파수 성분에 대한 결과를 표시하고 Low Pass Mode 같은 경우에는 주파수 영역 외에도 DC 값까지 값을 계산하여 결과를 나타내는 방식입니다. 이 부분에 대한 직접 설정은 Part 2의 운용에서 직접적으로 설정해서 보여드리도록 하겠습니다.

 

그림4) Network Analyzer에서 Time Domain Type 설정 예시

 

그림5) Band Pass, Low Pass Type

 

그 밖에 Impulse Response Filter 와 같은 설정 사항도 있으며, 이를 포함한 전반적인 Time Domain의 운용 및 설명은 Part 2. 에 이어서 소개드리도록 하겠습니다. 이상으로 포스팅을 마치겠습니다.

 

작성자 : 로데슈바르즈코리아 기술지원팀

이메일 : blog.kr@rohde-schwarz.com

출처 - https://blog.naver.com/rohdeschwarzkorea/224027534793

 

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로이엔텍 - VNA를 이용한 TDR 측정 - Part 2. TDR의 Band Pass Mode와 Low Pass Mode

 

 

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