Diese dritte Fortsetzung widmet sich dem Bau eines Tastkopfes speziell für TDR Messungen. Er wird zwischen den Ausgang eines Generators und das zu messende Kabel geschaltet.

Bild 1 zeigt das Schaltbild. R1 greift das Signal zwischen den Koax Buchsen K1 und K2 ab und führt es an den Eingang von IC1 (Pin 4). Um einen möglichst flachen Frequenzgang zu erhalten ist R1 = 0 Ω, erhöht man ihn fällt der Frequenzgang zu höheren Frequenzen hin ab. Dies ist ein High Speed Buffer vom Typ LMH6559 mit einer Bandbreite von 1,7 GHz. Sein Ausgang Pin 1 treibt über R3 ein Koax Kabel zum Scope mit 50 Ohm Abschluss.

Mit dem Spannungsteiler von R3 (100 Ω), R4 und R5 (je 200 Ω) verbessert man den Ausgangswiderstand und verringert Welligkeiten im Frequenzgang durch Reflexionen, allerdings verliert man damit die Hälfte des Pegels. Möchte man das nicht so verändert man R3 auf 50 Ω und bestückt R4 und R5 nicht.

R2 hält den offenen Eingang auf Massepotential.

Für K1 und K2 kann man verschiedene Koax Buchsen bestücken wie SMA Buchsen, SMA Stecker und BNC Buchsen. Siehe Fotos. Man kann selbstverständlich auch verschiedene benutzen und spart sich so die Adapter. Zum Beispiel falls man einen schnellen Rechteckgenerator mit SMA Buchsen besitzt, aber im wesentlichen BNC Kabel vermessen möchte.

Im unteren Teil des Schaltplans sieht man die Stromversorgung von +- 5 V. Entsprechend sollte die Eingangsspannung bei +- 8 bis 12 V liegen.

D1 und D2 verhindern Verpolung, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7 und C8 sind die Abblockkondensatoren.

D3 und D4 verhindern Latchup der Regler IC2 und IC3.

Die LED D5 und D6 zeigen die Betriebsbereitschft an, R6 und R7 sind ihre Vorwiderstände.

Bild 2 zeigt das Layout, Bild 3 den bestückten Prototypen mit SMA Buchsen, Bild 4 mit einer SMA- und einer BNC Buchse. Bild 5 schließlich mit einer SMA Buchse und einem SMA Stecker.

Bild 6 zeigt den Frequenzgang.

Den Tastkopf an einem alten, aber schnellen, Pulsgenerator HP8131A zeigt Bild 7. Laut Datenblatt hat er eine Rise und Fall Time (20 – 80%) von < 200 psec. Mein Scope zeigt knapp 1 nsec an. Hier ist offenbar das Limit des Scopes erreicht.

Es ist kaum einen Unterschied zwischen dem direkt per Kabel gemessenen Puls (in blau) und dem TDR Tastkopf (in Grün) zu sehen, Bild 8 und Bild 9. Leider habe ich derzeit keinen Zugriff auf ein schnelleres Scope.

This third update focuses on the construction of a probe designed specifically for TDR measurements.It is connected between the generator output and the cable under test. Figure 1 shows the schematic.R1 taps the signal between coaxial connectors K1 and K2 and feeds it to the input of IC1 (pin 4).To achieve the flattest possible frequency response, R1 is set to 0 Ω; increasing this value causes the frequency response to roll off at higher frequencies.The device used is an LMH6559 high-speed buffer with a bandwidth of 1.7 GHz.Its output (pin 1) drives a coaxial cable connected to a 50 Ω terminated oscilloscope input via R3. The voltage divider formed by R3 (100 Ω), R4, and R5 (200 Ω each) improves output impedance and reduces frequency response ripple caused by reflections, though this results in a 50% loss of signal level.If this loss is undesirable, R3 can be changed to 50 Ω, leaving R4 and R5 unpopulated. 

R2 holds the floating input at ground potential. 

Various coaxial connectors—such as SMA jacks, SMA plugs, or BNC jacks—can be fitted at K1 and K2 (see photos).Naturally, mixing connector types is also possible, eliminating the need for adapters;for instance, this is useful if you have a fast square-wave generator with SMA outputs but primarily need to test cables with BNC connectors. 

The lower section of the schematic shows the ±5 V power supply circuit;the input voltage should be in the range of ±8 V to ±12 V. 

D1 and D2 provide reverse-polarity protection, while C1 through C8 serve as decoupling capacitors. D3 and D4 prevent latch-up in voltage regulators IC2 and IC3. LEDs D5 and D6 indicate operational status, with R6 and R7 acting as current-limiting resistors.

Figure 2 shows the layout; Figure 3 shows the assembled prototype with SMA jacks; Figure 4 shows it with one SMA jack and one BNC jack;and Figure 5 shows it with an SMA jack and an SMA plug. 

Figure 6 shows the frequency response. Figure 7 shows the probe connected to an old but fast HP8131A pulse generator. According to the datasheet, it has a rise and fall time (20–80%) of < 200 ps.My oscilloscope displays just under 1 ns;the oscilloscope's limit has evidently been reached here. There is hardly any visible difference between the pulse measured directly via cable (blue) and the one measured with the TDR probe (green), as shown in Figures 8 and 9. Unfortunately, I do not currently have access to a faster oscilloscope.