Formule de calcul d’impédance microruban
Z₀ = (60 / √ε_eff) × ln(8H / W_eff + 0,25 × W_eff / H) pour W/H ≤ 1
Z₀ = (120π) / [√ε_eff × (W_eff/H + 1,393 + 0,667 × ln(W_eff/H + 1,444))] pour W/H ≥ 1
Où la permittivité effective est donnée par :
ε_eff = (ε_r + 1)/2 + (ε_r – 1)/2 × [1/√(1 + 12H/W_eff) + 0,04(1 – W_eff/H)²]
Explication de la formule
Le calculateur d’impédance microruban détermine l’impédance caractéristique (Z₀) d’une trace de PCB en fonction de sa géométrie et du matériau diélectrique utilisé. La formule utilise le modèle Hammerstad pour la permittivité effective (ε_eff) et applique une correction d’épaisseur pour un calcul précis de la largeur (W_eff). L’impédance dépend de la largeur (W), de la hauteur diélectrique (H), de l’épaisseur de la trace (t) et de la constante diélectrique (ε_r) du matériau. Il estime également le délai de propagation en utilisant la constante diélectrique et la vitesse de la lumière.
Utilisations du calculateur d’impédance microruban
Le calculateur de conversion d’impédance microruban est couramment utilisé dans les applications suivantes :
- Conception de cartes de circuits imprimés (PCB) haute fréquence.
- Impédance adaptée aux lignes de transmission RF et micro-ondes.
- Optimisation de la géométrie des traces pour l’intégrité du signal dans les circuits à grande vitesse.
- Utilisation éducative et de recherche pour étudier la théorie de la transmission microruban.
- Validation des paramètres de conception avant la fabrication des PCB.
Exemple de formule
Exemple de calcul à l’aide du calculateur d’impédance microruban :
Soit W = 2 mm, H = 1 mm, t = 0,035 mm et ε_r = 4,4.
Alors W/H = 2, ce qui signifie que nous utilisons la deuxième équation :
Z₀ = (120π) / [√ε_eff × (2 + 1,393 + 0,667 × ln(2 + 1,444))]
Après avoir calculé ε_eff ≈ 3,33, l’impédance est d’environ Z₀ ≈ 52,8 Ω.
Ce résultat montre que la ligne microruban aura une impédance caractéristique proche de 50 Ω, ce qui est idéal pour la plupart des conceptions RF.