Ten kalkulator służy do obliczania impedancji charakterystycznej linii mikropaskowej, która jest często używana w układach mikrofalowych i RF. Pozwala określić zależność pomiędzy szerokością ścieżki, grubością podłoża i względną przenikalnością dielektryczną materiału.
Wzory używane w kalkulatorze
Dla (W/H) < 1:
εe = (εr + 1)/2 + (εr – 1)/2 * [ 1/sqrt(1 + 12*(H/W)) + 0.4*(1 – W/H)^2 ]
Zo = (60 / sqrt(εe)) * ln( 8*(H/W) + 0.25*(W/H) )
Dla (W/H) ≥ 1:
εe = (εr + 1)/2 + (εr – 1)/2 * [ 1 / sqrt(1 + 12*(H/W)) ]
Zo = 120 * π / ( sqrt(εe) * [ (W/H) + 1.393 + (2/3)*ln(W/H + 1.444) ] )
Wyjaśnienie wzorów
εr to względna przenikalność dielektryczna materiału, H to grubość podłoża, a W to szerokość ścieżki przewodzącej. Obliczenia uwzględniają wpływ tych parametrów na efektywną przenikalność εe oraz impedancję charakterystyczną Zo, która ma kluczowe znaczenie w dopasowaniu linii transmisyjnych.
Przykład 1: Linia mikropaskowa o W/H = 0.5
Załóżmy εr = 4.4, H = 1.6 mm, W = 0.8 mm.
(W/H) = 0.5 < 1, więc używamy pierwszego zestawu wzorów.
εe = (4.4 + 1)/2 + (4.4 – 1)/2 * [ 1/sqrt(1 + 12*(1.6/0.8)) + 0.4*(1 – 0.5)^2 ] = 3.08
Zo = (60 / sqrt(3.08)) * ln( 8*(1.6/0.8) + 0.25*(0.8/1.6) ) = 61.5 Ω
Przykład 2: Linia mikropaskowa o W/H = 1
Załóżmy εr = 2.2, H = 1.0 mm, W = 1.0 mm.
(W/H) = 1, więc używamy drugiego zestawu wzorów.
εe = (2.2 + 1)/2 + (2.2 – 1)/2 * [ 1 / sqrt(1 + 12*(1/1)) ] = 1.64
Zo = 120 * π / ( sqrt(1.64) * [ (1) + 1.393 + (2/3)*ln(1 + 1.444) ] ) = 52.9 Ω
Przykład 3: Linia mikropaskowa o W/H = 2
Załóżmy εr = 3.2, H = 1.0 mm, W = 2.0 mm.
(W/H) = 2 ≥ 1, więc używamy drugiego zestawu wzorów.
εe = (3.2 + 1)/2 + (3.2 – 1)/2 * [ 1 / sqrt(1 + 12*(1/2)) ] = 2.72
Zo = 120 * π / ( sqrt(2.72) * [ (2) + 1.393 + (2/3)*ln(2 + 1.444) ] ) = 36.2 Ω