La calculadora de conversión de impedancia Microstrip determina la impedancia característica de una línea de transmisión microstrip en función de su geometría y material dieléctrico. Al ingresar la altura del sustrato, el ancho de la traza y la constante dieléctrica, calcula la constante dieléctrica efectiva y la impedancia, que son esenciales para diseñar trazas de PCB utilizadas en circuitos de RF y de alta velocidad.
Fórmulas
Cuando (An/Al) < 1:
εe = (εr + 1)/2 + (εr – 1)/2 * [ 1/√(1 + 12*(H/W)) + 0,4*(1 – W/H)² ]
Zo = (60 / √εe) * ln( 8*(H/W) + 0,25*(W/H) )
Cuando (W/H) ≥ 1:
εe = (εr + 1)/2 + (εr – 1)/2 * [ 1/√(1 + 12*(H/W)) ]
Zo = 120 * π / ( √εe * [ (An/Al) + 1,393 + (2/3)*ln(An/Al + 1,444) ] )
Explicación de la fórmula
- W es el ancho de la traza en la línea de microstrip.
- H es la altura del sustrato dieléctrico.
- εr es la constante dieléctrica del material del sustrato.
- εe es la constante dieléctrica efectiva, que representa tanto el aire como las capas dieléctricas que rodean al conductor.
- Zo es la impedancia característica, que define cómo las señales se propagan a lo largo de la traza sin reflexión.
- La calculadora aplica automáticamente la fórmula correcta dependiendo de la relación W/H.
Usos de esta calculadora
- Diseño de trazas de PCB para circuitos de RF y microondas.
- Hacer coincidir la impedancia de la línea de transmisión con 50 ohmios u otros requisitos del sistema.
- Estimación de los efectos dieléctricos sobre la integridad de la señal en diseños de alta velocidad.
- Verificación de la geometría de la microstrip durante el diseño de PCB.
Línea microstrip de 50 ohmios sobre sustrato FR4
Entrada : εr = 4,4, H = 1,6 mm, W = 3 mm
Producción :
- An/H = 3 / 1,6 = 1,875 (por lo que An/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 ohmios