Kalkulator konwersji różnicowej impedancji mikropaskowej oblicza impedancję pojedynczego końca (Z0) i impedancję różnicową (Zd) dla pary linii przesyłowych mikropasków w oparciu o ich geometrię i stałą dielektryczną. Pomaga inżynierom projektować ścieżki o kontrolowanej impedancji na płytkach drukowanych używanych w zastosowaniach wymagających dużej prędkości i sygnałów RF.
Formuły
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)))
Wyjaśnienie formuły
- w: szerokość śladu w milach
- t: grubość śladu w milach
- h: wysokość dielektryka pomiędzy ścieżką a płaszczyzną uziemienia w milach
- d: odstęp między śladami par różnicowych w milach
- εr: stała dielektryczna materiału PCB (FR4 ≈ 4,4)
- Z0: impedancja pojedynczego końca pojedynczego śladu
- Zd: impedancja różnicowa pomiędzy dwoma sprzężonymi ścieżkami
Zastosowania tego kalkulatora
- Projektowanie różnicowych linii transmisyjnych dla szybkich sygnałów takich jak USB, HDMI czy Ethernet.
- Obliczanie dokładnej impedancji w celu zapewnienia właściwej integralności i dopasowania sygnału.
- Dostosowywanie odstępów lub geometrii w celu spełnienia wymagań dotyczących impedancji różnicowej (np. 90 Ω).
- Analiza wpływu materiału dielektrycznego i grubości ścieżki na impedancję.
Jaka jest impedancja różnicowa dla szerokości ścieżki 5 mil, odstępu 4 mil i dielektryka FR4?
Wejście : w = 5 milicali, d = 4 milicale, t = 1,4 milicale, h = 3,5 milicale, εr = 4,4
Wyjście :
- 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
- Impedancja różnicowa (Zd) = 80,6 Ω