随着SATA、PCI Express、USB3.0等高速串行通信技术的快速发展,差分传输线在现代电子行业得到非常广泛使用,高速、高频、高密度化已成为电子行业技术发展重要趋势,电子科技大学过去几年自主研制的特性阻抗测试仪TDR ZK-2010,取样带宽只有5GHz,TDR带宽只有1.75GHz,不能满足柔性板、板内阻抗等需要测量2、3cm长度的要求,而且采用的算法伪差分技术在一些情况测量不准,并且会降低TDR性能。本课题研究目的是将过去多年的软件设计技术与经验和泰克真差分TDR仪器相结合,研发12GHz带宽(20GHz取样带宽)的高性能TDR真差分特性阻抗分析仪,其目的是以泰克仪器为平台研究真差分技术,完成真差分技术研究和相关软件开发,为后继自主研发10~20GHz取样带宽的TDR仪器奠定基础。本文首先分析了单端特性阻抗测试技术和真差分、伪差分、算法伪差分三种差分技术的差异,然后提出本课题的仪器总体设计方案以及基于标准I/O接口软件VISA的仪器控制技术,并从功能和性能两方面分析软件设计需求。然后根据面向对象程序设计思想设计了软件的总体方案和总体结构,对软件进行了模块划分。接下来本文对真差分特性阻抗校准与测试技术做了重点分析和相关研究,总结出详细的校准流程与设计方案,最后分模块对软件进行了详细设计与实现,重点在于主控程序中对于取样示波器的设置与同步,参数配置模块的实现,多线程的调配,数据传输模块设计,数据分析处理模块实现,以及校准流程与算法的具体实现。最后从功能、性能和测试结果三个方面对所设计的软件进行了详细的测试,验证了此系统满足了真差分特性阻抗测试的需求;同时也对行业的发展前景和后续的研究工作进行了展望。