TDR也就是時域反射（Time-domain reflectometer），它可以通過觀察導線中反射回來的電訊號波形對導線長度進行測量，或者對傳輸導線的阻抗特性進行分析評估。

我們經常會碰到的TDR的典型應用一種是檢測地下鋪設的電纜的故障點位置，還有就是PCB高速訊號走線的阻抗匹配分析。我們使用LOTO示波器的OSCH02型號，利用一些簡單的隨手可以找到的材料，測試一下電線的長度，演示一下TDR的原理和實測效果，以便大家直觀理解。

就像一條水渠，如果充足的一股水流突然從水渠的入口湧進來，水波沿著水渠向前傳播，當傳到水渠的盡頭沒有渠道可以繼續前行的話，會激起一個反彈的水波，又沿著水渠原路反向傳回來。我們在水渠的開頭會檢測到這個回波。從水流湧入水渠入口，到水渠入口檢測到反彈的回波，這個時間差乘以水流速度就是渠道長度的

如圖所示，我們先不接被測線纜，直接測一個陡峭的上升沿訊號，會在示波器上得到一個簡單的上升沿波形。圖中我們用的是一個400K的方波訊號，這個邊沿不是特別陡峭，不過還可以，也是我這邊最方便得到的一個階躍上升沿。真正要做專業點的TDR測試，是需要用更陡峭的邊沿的，至少使用快速階躍二極體做一個陡峭邊沿。

我們把被測電線接上去對比下波形。我們找到了一段電線，裡面有黑紅綠白4芯，整體長5.86米。

我們把導線倆倆串聯起來，這樣就相當於11.92米的傳輸線長度，我們把線接入BNC轉接頭，直接連線到訊號源端，同時示波器也並聯上來。

我們來看下整體的接線情況：

我們會看到，這樣接了傳輸導線後，原來簡單的上升沿變成了階梯狀：

圖中垂直游標a處是上升沿訊號從傳輸線一端加入時，示波器測到的，垂直游標b處是訊號從傳輸線盡頭反彈回來後在示波器端測到的，所以ab之間的時間差，就是電訊號跑完傳輸線一個來回的時間。

測得這個時間差是133ns左右。電訊號在導體介質中的理論傳播速度是光速。實際上不同的絞線方式和絕緣介質，會有不同的係數，並不真正達到光速。比如雙絞線，平行線，同軸線，都會不同，一般係數是0.6到0.9之間。我並不知道我手裡這根線的具體材質和係數，只能大概預估一下。這個線材比較便宜，質量一般，所以傳輸損耗應該屬於比較大的一類，因此取比較低的係數

傳輸線的長度= （133ns* 30 0000千米/秒*0.6）/2 = 11.97米。跟我們事先手動測量的11.92米非常接近。我們目前使用的是250M取樣率，所以測量的解析度大概是4ns左右。取樣率越高，時間差的測量解析度越高。在測量公里級的真正電纜故障點的時候，其實由於反彈回來的訊號邊沿時間更長，也可以使用小一點的取樣率。

也有其他示波器的小夥伴測出了類似結果：

這就是簡單的TDR應用案例。在鋪設電纜出線故障的時候，也就是利用這個案例的原理，在電纜的一段輸入階躍邊沿訊號，檢測回波的時間差從而算出反射點到輸入端的距離，於是就知道了電纜故障點的具體位置了。要做到更專業的TDR，我們需要更陡峭的上升邊沿訊號作為激勵，也需要更高的取樣率提高精度，本文只是拋磚引玉給大家直觀展示，大家可以自行研究嘗試。