Mikroşerit Empedans Hesaplayıcı Formülü
W/H ≤ 1 için Z₀ = (60 / √ε_eff) × ln(8H / W_eff + 0,25 × W_eff / H)
W/H ≥ 1 için Z₀ = (120π) / [√ε_eff × (W_eff/H + 1,393 + 0,667 × ln(W_eff/H + 1,444))]
Etkin geçirgenliğin şu şekilde verildiği yer:
ε_eff = (ε_r + 1)/2 + (ε_r – 1)/2 × [1/√(1 + 12H/W_eff) + 0,04(1 – W_eff/H)²]
Formül Açıklaması
Mikroşerit Empedans Hesaplayıcı, geometrisine ve kullanılan dielektrik malzemeye bağlı olarak bir PCB izinin karakteristik empedansını (Z₀) belirler. Formül, etkili geçirgenlik (ε_eff) için Hammerstad modelini kullanır ve doğru genişlik hesaplaması (W_eff) için kalınlık düzeltmesi uygular. Empedans malzemenin genişliğine (W), dielektrik yüksekliğine (H), iz kalınlığına (t) ve dielektrik sabitine (ε_r) bağlıdır. Ayrıca dielektrik sabiti ve ışık hızını kullanarak yayılma gecikmesini de tahmin eder.
Mikroşerit Empedans Hesaplayıcının Kullanım Alanları
Mikroşerit Empedans dönüşüm hesaplayıcısı aşağıdaki uygulamalarda yaygın olarak kullanılır:
- Yüksek frekanslı baskılı devre kartlarının (PCB’ler) tasarlanması.
- RF ve mikrodalga iletim hatları için empedansın eşleştirilmesi.
- Yüksek hızlı devrelerde sinyal bütünlüğü için iz geometrisinin optimize edilmesi.
- Mikroşerit iletim teorisinin incelenmesinde eğitim ve araştırma kullanımı.
- PCB üretiminden önce tasarım parametrelerinin doğrulanması.
Formül Örneği
Mikroşerit Empedans Hesaplayıcıyı kullanarak örnek hesaplama:
W = 2 mm, H = 1 mm, t = 0,035 mm ve ε_r = 4,4 olsun.
O zaman W/H = 2 olur, bu da ikinci denklemi kullandığımız anlamına gelir:
Z₀ = (120π) / [√ε_eff × (2 + 1,393 + 0,667 × ln(2 + 1,444))]
ε_eff ≈ 3,33 hesaplandıktan sonra empedans yaklaşık olarak Z₀ ≈ 52,8 Ω olur.
Bu sonuç, mikroşerit hattının çoğu RF tasarımı için ideal olan 50 Ω’a yakın bir karakteristik empedansa sahip olacağını göstermektedir.