早在60年代就產生了時域反射計TDR（Time-Domain Reflectometry）技術。該技術包括產生沿傳輸線傳播的時間階躍電壓。用示波器檢測來自阻抗的反射，測量輸入電壓與反射電壓比，從而計算不連續的阻抗。

傳統時域反射計TDR缺點

傳統TDR可作為定性工具使用，下面列出影響其精度和實用性的限制：

1. 有限的上升時間

2. 采樣示波器的同步抖動

3. 差的信噪比

4. 大的階躍電壓會損壞有源器件

5. 需要直流通路

傳統時域反射計工作原理

時域反射計TDR是最常用的測量傳輸線特征阻抗的儀器，它是利用時域反射的原理進行特性阻抗的測量。

圖1是傳統TDR工作原理圖。

圖1時域反射計TDR工作原理

TDR包括三部分組成：

1）快沿信號發生器：典型的發射信號的特征是：幅度200mv，上升時間35ps，頻率250KHz方波。

2）采樣示波器：通用的采樣示波器。

3）探頭系統：連接被測件和TDR儀器。

測試信號的運行特征參考圖2所示。由階躍源發出的快邊沿信號注入到被測傳輸線上，如果傳輸線阻抗連續，這個快沿階躍信號就沿著傳輸線向前傳播。當傳輸線出現阻抗變化時，階躍信號就有一部分反射回來，一部分繼續往前傳播。反射回來的信號疊加到注入的階躍信號，示波器可采集到這個信號。因為反射回來的信號和注入的信號有一定的時間差，所以示波器采集到的這個疊加信號的邊緣是帶臺階的，這個臺階反映了信號傳播反射的時間關系，與傳輸線電長度對應。

圖2 TDR測試信號在傳輸線上的運動特征

圖3是計算被測傳輸線特征阻抗的計算公式。當示波器采集到這個疊加信號后，容易去掉注入的信號（有些TDR儀器注入信號是從-200mv到0v的，所以示波器采集到的邊沿臺階就是反射回來的信號）。這樣容易通過圖中公式計算出反射系數，由反射系數通過圖中公式（測試系統的阻抗是50歐姆）容易計算出發生反射電壓點的負載阻抗。

圖3 TDR計算被測件特征阻抗的計算公式

TDR比較有意義的一點是，示波器采集到了每一點的反射電壓（如果因為阻抗匹配而無反射，則假設反射的電壓為0v），從而示波器屏幕上顯示了一條TDR曲線，這個曲線與傳輸線的每一點有一一對應關系。從這個曲線上可以讀出傳輸線上每一點的特征阻抗。如果知道有效介電常數，可以計算出/讀出每一點距離測試點的具體長度，如圖4所示。

所以TDR儀器不僅僅可以用來測量傳輸線的特征阻抗，還可以幫助定位斷點或短路點的具體位置，比如有些工程師就用TDR來檢驗計算機、消費電子設備上的軟排線是否有斷點或短路點。計算機和消費電子設備用了很多的軟排線來傳輸高速信號（比如連接顯示屏的軟排線），這種軟排線的每根線都是一個小同軸電纜，由于細小，生產時容易短路或短路，用TDR儀器可以幫助檢查和定位問題。

圖4 TDR曲線與被測傳輸線一一對應

當傳輸線上存在寄生電容、電感（如過孔）時，在TDR曲線上可以反映出寄生參數引起的阻抗不不連續，而且這些阻抗不連續曲線可以等效為電容、電感或其組合的模型，因而TDR也可以用來進行互連建模，可以直接在儀器上讀出寄生的電感或電容，或通過仿真軟件建立更詳細的模型，如圖5所示。

圖5 從TDR曲線上的波動處可計算出寄生電容或電感