Zeitbereichsreflektometrie (TDR)
Zeitbereichsreflektometrie in EMWORKS
TDR in EMWorks simuliert, wie eine schnelle Flanke entlang von Übertragungsleitungen, Leiterbahnstrukturen auf PCBs, Kabeln und Steckverbindern läuft und wie sie an Impedanzänderungen reflektiert wird. Ausgehend von einem einzigen 3D-Modell können Sie die TDR-Wellenform visualisieren, das Impedanzprofil entlang der Strecke extrahieren und Diskontinuitäten, Stubs, Unterbrechungen, Kurzschlüsse oder schlecht angepasste Übergänge schnell lokalisieren.
Zentrale Funktionen
Impedanzprofil entlang der Leitung – Berechnung der charakteristischen Impedanz in Abhängigkeit von der Entfernung, um Stufen, Einbrüche und Fehlanpassungen zu identifizieren.
Signalintegritätsbewertung – Analyse von Reflexionen, Überschwingen und Klingeln, verursacht durch Vias, Steckverbinder, Lagenübergänge und Stubs.
Fehler- und Diskontinuitätslokalisierung – Umrechnung von Zeit in Entfernung zur präzisen Bestimmung der Position von Unterbrechungen, Kurzschlüssen oder Defekten.
Zeitbereichs-Wellenformen – Darstellung von einfallender und reflektierter Spannung bzw. Strom über der Zeit für verschiedene Anregungspulse.
Design- und Layout-Verifikation – Vergleich von TDR-Ergebnissen vor und nach Geometrieänderungen zur Validierung von Stackup, Leiterbahnbreite und Launch-Design.
Häufig analysierte Geräte und Strukturen
Hochgeschwindigkeits-PCB-Leiterbahnen und Vias – Einadrige und differentielle Leitungen mit Launches und Lagenübergängen.
Steckverbinder und Interconnects – Board-to-Board-, Kabel- und RF-Steckverbinder in ihrer realen 3D-Umgebung.
Cables and harness segments – Koaxiale und hochfrequente Kupferverbindungen mit Biegungen, Spleißen und Verzweigungen.
Packages and sockets – BGA-Breakouts, Chipgehäuse und Sockel, bei denen Diskontinuitäten kritisch sind.
Backplane- und Mezzanine-Verbindungen – Lange Signalpfade mit mehreren Steckverbindern in Netzwerk- und Telekommunikationssystemen.
Ausgabe der TDR-Analyse in EMWORKS
Die TDR-Analyse liefert umfangreiche Informationen über die untersuchte Übertragungsleitung oder das Kabel. Zu den wichtigsten Ausgabewerten gehören:
Reflexionswellenform (TDR-Trace) – Spannung oder Reflexionskoeffizient über der Zeit, der Ort und Stärke der Reflexionen sichtbar macht.
Impedanz-Entfernungs-Profil – Aus der TDR-Antwort abgeleitete Impedanzverteilung entlang der Leitung.
Rückflussdämpfung / Reflexionskennwerte – Quantitative Bewertung von Fehlanpassungen an kritischen Schnittstellen.
Dämpfungs- und Verlustverhalten – Abschätzung der Signalabschwächung entlang des Übertragungswegs.
Ausbreitungsgeschwindigkeit / effektive Dielektrizitätskonstante – Effektive Signalgeschwindigkeit und Dielektrizitätszahl, abgeleitet aus der TDR-Antwort.
Diese Ergebnisse ermöglichen eine schnelle Überprüfung, ob ein Hochgeschwindigkeitspfad die Impedanz- und SI-Zielvorgaben erfüllt, und zeigen gezielt, wo Geometrie, Stackup oder Steckverbinder angepasst werden müssen.