Formule voor microstrip-impedantiecalculator
Z₀ = (60 / √ε_eff) × ln(8H / W_eff + 0,25 × W_eff / H) voor W/H ≤ 1
Z₀ = (120π) / [√ε_eff × (W_eff/H + 1,393 + 0,667 × ln(W_eff/H + 1,444))] voor W/H ≥ 1
Waar de effectieve permittiviteit wordt gegeven door:
ε_eff = (ε_r + 1)/2 + (ε_r – 1)/2 × [1/√(1 + 12H/W_eff) + 0,04(1 – W_eff/H)²]
Formule uitleg
De Microstrip Impedantie Calculator bepaalt de karakteristieke impedantie (Z₀) van een PCB-trace op basis van de geometrie en het gebruikte diëlektrische materiaal. De formule maakt gebruik van het Hammerstad-model voor effectieve permittiviteit (ε_eff) en past diktecorrectie toe voor nauwkeurige breedteberekening (W_eff). De impedantie hangt af van de breedte (W), diëlektrische hoogte (H), spoordikte (t) en de diëlektrische constante (ε_r) van het materiaal. Het schat ook de voortplantingsvertraging met behulp van de diëlektrische constante en de lichtsnelheid.
Gebruik van de Microstrip-impedantiecalculator
De Microstrip Impedantie-conversiecalculator wordt vaak gebruikt in de volgende toepassingen:
- Ontwerpen van hoogfrequente printplaten (PCB’s).
- Passende impedantie voor RF- en microgolftransmissielijnen.
- Optimalisatie van de spoorgeometrie voor signaalintegriteit in hogesnelheidscircuits.
- Educatief en onderzoeksgebruik bij het bestuderen van de transmissietheorie van microstrips.
- Validatie van ontwerpparameters vóór PCB-productie.
Formule voorbeeld
Voorbeeldberekening met behulp van de Microstrip-impedantiecalculator:
Stel dat W = 2 mm, H = 1 mm, t = 0,035 mm en ε_r = 4,4.
Dan is W/H = 2, wat betekent dat we de tweede vergelijking gebruiken:
Z₀ = (120π) / [√ε_eff × (2 + 1,393 + 0,667 × ln(2 + 1,444))]
Na berekening van ε_eff ≈ 3,33 is de impedantie ongeveer Z₀ ≈ 52,8 Ω.
Dit resultaat laat zien dat de microstriplijn een karakteristieke impedantie van bijna 50 Ω zal hebben, wat ideaal is voor de meeste RF-ontwerpen.