Der Rechner zur Umrechnung der differenziellen Mikrostreifenimpedanz berechnet die Single-Ended-Impedanz (Z0) und die Differenzimpedanz (Zd) für ein Paar Mikrostreifen-Übertragungsleitungen basierend auf deren Geometrie und Dielektrizitätskonstante. Es hilft Ingenieuren beim Entwurf kontrollierter Impedanzspuren auf Leiterplatten, die in Hochgeschwindigkeits- und HF-Signalanwendungen verwendet werden.
Formeln
Z0 = (87 / √(εr + 1,41)) * ln((5,98 * h) / (0,8 * w + t))
Zd = (174 / √(εr + 1,41)) * ln((5,98 * h) / (0,8 * w + t)) * (1 – 0,48 * exp(-0,96 * (d/h)))
Formelerklärung
- w: Spurbreite in Mil
- t: Spurdicke in Mil
- h: dielektrische Höhe zwischen Leiterbahn und Masseebene in Mil
- d: Abstand zwischen Differentialpaarspuren in Mil
- εr: Dielektrizitätskonstante des PCB-Materials (FR4 ≈ 4,4)
- Z0: Single-Ended-Impedanz einer einzelnen Leiterbahn
- Zd: Differenzimpedanz zwischen zwei gekoppelten Leiterbahnen
Verwendungsmöglichkeiten dieses Rechners
- Entwerfen differenzieller Übertragungsleitungen für Hochgeschwindigkeitssignale wie USB, HDMI oder Ethernet.
- Berechnung der präzisen Impedanz, um eine ordnungsgemäße Signalintegrität und -anpassung sicherzustellen.
- Anpassen des Abstands oder der Geometrie, um die Anforderungen an die Differenzimpedanz zu erfüllen (z. B. 90 Ω).
- Analyse, wie sich dielektrisches Material und Leiterbahndicke auf die Impedanz auswirken.
Wie groß ist die Differenzimpedanz für eine Leiterbahnbreite von 5 mil, einen Abstand von 4 mil und ein FR4-Dielektrikum?
Eingabe : w = 5 mil, d = 4 mil, t = 1,4 mil, h = 3,5 mil, εr = 4,4
Ausgabe :
- Z0 = (87 / √(4,4 + 1,41)) * ln((5,98 * 3,5) / (0,8 * 5 + 1,4)) = (87 / 2,43) * ln(20,93 / 5,4) = 35,8 * 1,34 = 48,0 Ω
- Zd = (174 / √(4,4 + 1,41)) * ln((5,98 * 3,5) / (0,8 * 5 + 1,4)) * (1 – 0,48 * exp(-0,96 * (4/3,5))) = (71,6 * 1,34) * (1 – 0,48 * exp(-1,1)) = 95,9 * (1 – 0,48 * 0,33) = 95,9 * 0,84 = 80,6 Ω
- Differenzimpedanz (Zd) = 80,6 Ω