Der Mikrostrip-Impedanz-Umrechnungsrechner ermittelt die charakteristische Impedanz einer Mikrostrip-Übertragungsleitung basierend auf ihrer Geometrie und ihrem dielektrischen Material. Durch die Eingabe der Substrathöhe, der Leiterbahnbreite und der Dielektrizitätskonstante werden die effektive Dielektrizitätskonstante und die Impedanz berechnet, die für die Gestaltung von Leiterplattenbahnen für HF- und Hochgeschwindigkeitsschaltungen von entscheidender Bedeutung sind.
Formeln
Wenn (B/H) < 1:
εe = (εr + 1)/2 + (εr – 1)/2 * [ 1/√(1 + 12*(H/B)) + 0,4*(1 – B/H)² ]
Zo = (60 / √εe) * ln( 8*(H/B) + 0,25*(B/H) )
Wenn (B/H) ≥ 1:
εe = (εr + 1)/2 + (εr – 1)/2 * [ 1/√(1 + 12*(H/W)) ]
Zo = 120 * π / ( √εe * [ (B/H) + 1,393 + (2/3)*ln(B/H + 1,444) ] )
Formelerklärung
- W ist die Leiterbahnbreite in der Mikrostreifenleitung.
- H ist die Höhe des dielektrischen Substrats.
- εr ist die Dielektrizitätskonstante des Substratmaterials.
- εe ist die effektive Dielektrizitätskonstante, die sowohl für die Luft als auch für die den Leiter umgebenden dielektrischen Schichten gilt.
- Zo ist die charakteristische Impedanz, die definiert, wie sich Signale entlang der Leiterbahn ohne Reflexion ausbreiten.
- Abhängig vom B/H-Verhältnis wendet der Rechner automatisch die richtige Formel an.
Verwendungsmöglichkeiten dieses Rechners
- Entwerfen von PCB-Leiterbahnen für HF- und Mikrowellenschaltungen.
- Anpassung der Impedanz der Übertragungsleitung an 50 Ohm oder andere Systemanforderungen.
- Abschätzung dielektrischer Auswirkungen auf die Signalintegrität in Hochgeschwindigkeitsdesigns.
- Überprüfung der Mikrostreifengeometrie während des PCB-Layouts.
50-Ohm-Mikrostreifenleitung auf FR4-Substrat
Eingabe : εr = 4,4, H = 1,6 mm, B = 3 mm
Ausgabe :
- B/H = 3 / 1,6 = 1,875 (also B/H ≥ 1)
- εe = (4,4 + 1)/2 + (4,4 – 1)/2 * [1/√(1 + 12*(1,6/3))] = 2,7 + 1,7 * [1/√(1 + 6,4)] = 2,7 + 1,7 * 0,371 = 3,33
- Zo = 120 * π / ( √3,33 * [1,875 + 1,393 + (2/3)*ln(1,875 + 1,444)] ) = 376,99 / (1,825 * 3,915) = 376,99 / 7,15 = 52,75 Ohm