TDR土壤水分溫度電導(dǎo)率速測(cè)儀采用的是時(shí)域反射技術(shù)。

時(shí)域反射計(jì)TDR是zui常用的測(cè)量傳輸線特征阻抗的儀器，它是利用時(shí)域反射的原理進(jìn)行特性阻抗的測(cè)量。

圖1是傳統(tǒng)TDR工作原理圖。

圖1  時(shí)域反射計(jì)TDR工作原理

    TDR包括三部分組成：

    1）  快沿信號(hào)發(fā)生器：

         典型的發(fā)射信號(hào)的特征是：幅度200mv，上升時(shí)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(tǒng)：

         連接被測(cè)件和TDR儀器。

    測(cè)試信號(hào)的運(yùn)行特征參考圖2所示。由階躍源發(fā)出的快邊沿信號(hào)注入到被測(cè)傳輸線上，如果傳輸線阻抗連續(xù)，這個(gè)快沿階躍信號(hào)就沿著傳輸線向前傳播。當(dāng)傳輸線出現(xiàn)阻抗變化時(shí)，階躍信號(hào)就有一部分反射回來，一部分繼續(xù)往前傳播。反射回來的信號(hào)疊加到注入的階躍信號(hào)，示波器可采集到這個(gè)信號(hào)。因?yàn)榉瓷浠貋淼男盘?hào)和注入的信號(hào)有一定的時(shí)間差，所以示波器采集到的這個(gè)疊加信號(hào)的邊緣是帶臺(tái)階的，這個(gè)臺(tái)階反映了信號(hào)傳播反射的時(shí)間關(guān)系，與傳輸線電長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)。

圖2  TDR測(cè)試信號(hào)在傳輸線上的運(yùn)動(dòng)特征

圖3是計(jì)算被測(cè)傳輸線特征阻抗的計(jì)算公式。當(dāng)示波器采集到這個(gè)疊加信號(hào)后，容易去掉注入的信號(hào)（有些TDR儀器注入信號(hào)是從-200mv到0v的，所以示波器采集到的邊沿臺(tái)階就是反射回來的信號(hào)）。這樣容易通過圖中公式計(jì)算出反射系數(shù)，由反射系數(shù)通過圖中公式（測(cè)試系統(tǒng)的阻抗是50歐姆）容易計(jì)算出發(fā)生反射電壓點(diǎn)的負(fù)載阻抗。

圖3  TDR計(jì)算被測(cè)件特征阻抗的計(jì)算公式