A calculadora de conversão de impedância de microfita determina a impedância característica de uma linha de transmissão de microfita com base em sua geometria e material dielétrico. Ao inserir a altura do substrato, a largura do traço e a constante dielétrica, ele calcula a constante dielétrica efetiva e a impedância, que são essenciais para projetar traços de PCB usados em circuitos de RF e de alta velocidade.
Fórmulas
Quando (L/A) < 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) )
Quando (L/A) ≥ 1:
εe = (εr + 1)/2 + (εr – 1)/2 * [ 1/√(1 + 12*(H/W)) ]
Zo = 120 * π / ( √εe * [ (L/A) + 1,393 + (2/3)*ln(L/A + 1,444) ] )
Explicação da fórmula
- W é a largura do traço na linha microstrip.
- H é a altura do substrato dielétrico.
- εr é a constante dielétrica do material do substrato.
- εe é a constante dielétrica efetiva, que considera tanto o ar quanto as camadas dielétricas que circundam o condutor.
- Zo é a impedância característica, que define como os sinais se propagam ao longo do traço sem reflexão.
- A calculadora aplica automaticamente a fórmula correta dependendo da relação W/H.
Usos desta calculadora
- Projetando traços de PCB para circuitos de RF e micro-ondas.
- Correspondência da impedância da linha de transmissão a 50 ohms ou outros requisitos do sistema.
- Estimativa dos efeitos dielétricos na integridade do sinal em projetos de alta velocidade.
- Verificando a geometria da microfita durante o layout da PCB.
Linha microstrip de 50 ohms em substrato FR4
Entrada : εr = 4,4, H = 1,6 mm, W = 3 mm
Saída :
- W/H = 3 / 1,6 = 1,875 (então W/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 ohm