De Differential Microstrip Impedance-conversiecalculator berekent de enkelzijdige impedantie (Z0) en de differentiële impedantie (Zd) voor een paar microstrip-transmissielijnen op basis van hun geometrie en diëlektrische constante. Het helpt ingenieurs bij het ontwerpen van gecontroleerde impedantiesporen op printplaten die worden gebruikt in hogesnelheids- en RF-signaaltoepassingen.
Formules
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)))
Formule uitleg
- w: spoorbreedte in mils
- t: spoordikte in mils
- h: diëlektrische hoogte tussen spoor en grondvlak in mils
- d: afstand tussen differentiële paarsporen in mils
- εr: diëlektrische constante van het PCB-materiaal (FR4 ≈ 4,4)
- Z0: impedantie met één uiteinde van een enkel spoor
- Zd: differentiële impedantie tussen twee gekoppelde sporen
Gebruik van deze rekenmachine
- Ontwerp van differentiële transmissielijnen voor hogesnelheidssignalen zoals USB, HDMI of Ethernet.
- Berekening van de precieze impedantie om een goede signaalintegriteit en matching te garanderen.
- Aanpassen van de afstand of geometrie om te voldoen aan de differentiële impedantievereisten (bijv. 90 Ω).
- Analyseren hoe diëlektrisch materiaal en spoordikte de impedantie beïnvloeden.
Wat is de differentiële impedantie voor een spoorbreedte van 5 mil, een afstand van 4 mil en een FR4-diëlektricum?
Invoer : w = 5 mil, d = 4 mil, t = 1,4 mil, h = 3,5 mil, εr = 4,4
Uitgang :
- 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
- Differentiële impedantie (Zd) = 80,6 Ω