Kalkulator konwersji impedancji mikropaskowej określa impedancję charakterystyczną linii przesyłowej mikropaskowej w oparciu o jej geometrię i materiał dielektryczny. Wprowadzając wysokość podłoża, szerokość ścieżki i stałą dielektryczną, oblicza efektywną stałą dielektryczną i impedancję, które są niezbędne do projektowania ścieżek PCB stosowanych w obwodach RF i szybkich.
Formuły
Gdy (szer./wys.) < 1:
εe = (εr + 1)/2 + (εr – 1)/2 * [ 1/√(1 + 12*(wys./szer.)) + 0,4*(1 – szer./wys.)² ]
Zo = (60 / √εe) * ln( 8*(wys./szer.) + 0,25*(szer./wys.) )
Gdy (szer./wys.) ≥ 1:
εe = (εr + 1)/2 + (εr – 1)/2 * [ 1/√(1 + 12*(wys./szer.))]
Zo = 120 * π / ( √εe * [ (szer./wys.) + 1,393 + (2/3)*ln(szer./wys. + 1,444) ] )
Wyjaśnienie formuły
- W jest szerokością ścieżki w linii mikropaskowej.
- H jest wysokością podłoża dielektrycznego.
- εr jest stałą dielektryczną materiału podłoża.
- εe jest efektywną stałą dielektryczną, która uwzględnia zarówno powietrze, jak i warstwy dielektryczne otaczające przewodnik.
- Zo to impedancja charakterystyczna, która określa, w jaki sposób sygnały rozchodzą się wzdłuż ścieżki bez odbić.
- Kalkulator automatycznie stosuje właściwy wzór w zależności od stosunku W/H.
Zastosowania tego kalkulatora
- Projektowanie ścieżek PCB dla obwodów RF i mikrofalowych.
- Dopasowanie impedancji linii przesyłowej do 50 omów lub innych wymagań systemowych.
- Szacowanie wpływu dielektrycznego na integralność sygnału w konstrukcjach o dużej prędkości.
- Weryfikacja geometrii mikropasków podczas projektowania PCB.
Linia mikropaskowa 50 omów na podłożu FR4
Wejście : εr = 4,4, H = 1,6 mm, W = 3 mm
Wyjście :
- Szer./wys. = 3 / 1,6 = 1,875 (więc szer./wys. ≥ 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 oma