Mikroşerit Empedans dönüşüm hesaplayıcısı, bir mikroşerit iletim hattının geometrisine ve dielektrik malzemesine dayalı karakteristik empedansını belirler. Substrat yüksekliğini, iz genişliğini ve dielektrik sabitini girerek, RF ve yüksek hızlı devrelerde kullanılan PCB izlerini tasarlamak için gerekli olan etkin dielektrik sabiti ve empedansı hesaplar.
Formüller
(G/Y) < 1 olduğunda:
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*(G/Y))
(G/Y) ≥ 1 olduğunda:
εe = (εr + 1)/2 + (εr – 1)/2 * [ 1/√(1 + 12*(H/W)) ]
Zo = 120 * π / ( √εe * [ (G/Y) + 1,393 + (2/3)*ln(G/Y + 1,444) ] )
Formül Açıklaması
- W, mikroşerit hattındaki iz genişliğidir.
- H, dielektrik alt tabakanın yüksekliğidir.
- εr, alt tabaka malzemesinin dielektrik sabitidir.
- εe, iletkeni çevreleyen hem hava hem de dielektrik katmanları hesaba katan etkili dielektrik sabitidir.
- Zo, sinyallerin iz boyunca yansıma olmadan nasıl yayıldığını tanımlayan karakteristik empedanstır.
- Hesap makinesi, W/H oranına bağlı olarak doğru formülü otomatik olarak uygular.
Bu hesap makinesinin kullanım alanları
- RF ve mikrodalga devreleri için PCB izlerinin tasarlanması.
- İletim hattı empedansını 50 ohm’a veya diğer sistem gereksinimlerine eşleştirme.
- Yüksek hızlı tasarımlarda sinyal bütünlüğü üzerindeki dielektrik etkilerin tahmin edilmesi.
- PCB düzeni sırasında mikroşerit geometrisinin doğrulanması.
FR4 substratında 50 ohm mikroşerit hattı
Giriş : εr = 4,4, Y = 1,6 mm, G = 3 mm
Çıkış :
- G/Y = 3 / 1,6 = 1,875 (yani G/Y ≥ 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