Ten kalkulator służy do obliczania impedancji różnicowej mikrostripu, używanej w projektowaniu obwodów wysokiej częstotliwości, gdzie sygnały różnicowe są przesyłane przez równoległe ścieżki na płytce PCB. Pomaga w zapewnieniu odpowiedniego dopasowania impedancji dla minimalizacji odbić i strat sygnału.
Jednostki
Wielkości geometryczne (w, d, t, h) są w milach (1 mil = 0.001 cala = 2.54e-5 m). Stała dielektryczna εr jest bezwymiarowa. Wyniki zwracane są w omach (Ω).
Wzory używane w kalkulatorze
Z0 = (87 / sqrt(εr + 1.41)) * ln((5.98 * h) / (0.8 * w + t))
Zd = (174 / sqrt(εr + 1.41)) * ln((5.98 * h) / (0.8 * w + t)) * (1 – 0.48 * exp(-0.96 * (d/h)))
Wyjaśnienie wzorów
Z0 to impedancja charakterystyczna pojedynczej ścieżki mikrostripu. Zd to impedancja różnicowa dwóch równoległych ścieżek. Parametry w, d, t i h odpowiadają kolejno szerokości ścieżki, odstępowi między nimi, grubości miedzi oraz wysokości dielektryka. εr oznacza względną przenikalność elektryczną materiału.
Przykład 1: Standardowy mikrostrip na FR4
w = 10 mil, d = 6 mil, t = 1.4 mil, h = 5 mil, εr = 4.4
Z0 = (87 / sqrt(4.4 + 1.41)) * ln((5.98 * 5) / (0.8 * 10 + 1.4)) = 52.94 Ω
Zd = (174 / sqrt(4.4 + 1.41)) * ln((5.98 * 5) / (0.8 * 10 + 1.4)) * (1 – 0.48 * exp(-0.96 * (6/5))) = 97.82 Ω
Przykład 2: Większy odstęp ścieżek
w = 10 mil, d = 12 mil, t = 1.4 mil, h = 5 mil, εr = 4.4
Z0 = (87 / sqrt(4.4 + 1.41)) * ln((5.98 * 5) / (0.8 * 10 + 1.4)) = 52.94 Ω
Zd = (174 / sqrt(4.4 + 1.41)) * ln((5.98 * 5) / (0.8 * 10 + 1.4)) * (1 – 0.48 * exp(-0.96 * (12/5))) = 102.56 Ω
Przykład 3: Węższa ścieżka
w = 6 mil, d = 6 mil, t = 1.4 mil, h = 5 mil, εr = 4.4
Z0 = (87 / sqrt(4.4 + 1.41)) * ln((5.98 * 5) / (0.8 * 6 + 1.4)) = 67.18 Ω
Zd = (174 / sqrt(4.4 + 1.41)) * ln((5.98 * 5) / (0.8 * 6 + 1.4)) * (1 – 0.48 * exp(-0.96 * (6/5))) = 124.27 Ω