Esta calculadora determina la impedancia simple (Z0) y la impedancia diferencial (Zd) de un par de pistas microstrip acopladas, en función de sus dimensiones geométricas y propiedades del sustrato. Se utiliza comúnmente en el diseño de líneas RF o diferenciales de alta velocidad, como pares LVDS, USB o RF balanceados.
Los parámetros geométricos incluyen el ancho de vía (w), la separación de vías (d), el espesor del cobre (t) y la altura del sustrato dieléctrico (h). La constante dieléctrica del material (εr) influye fuertemente en los valores de impedancia obtenidos.
Las fórmulas utilizadas son:
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)))
O :
- Z0 : impedancia simple (Ω)
- Zd : impedancia diferencial (Ω)
- w , d , t , h : dimensiones en mils (1 mil = 0,001 pulgadas)
- εr : constante dieléctrica del sustrato
Estas ecuaciones muestran que a medida que disminuye la separación entre las dos pistas, aumenta el acoplamiento y disminuye la impedancia diferencial. Por el contrario, un espaciado mayor hace que Zd se acerque más a 2 × Z0.
Por ejemplo, para un sustrato con εr = 4,2, h = 10 mils, w = 8 mils, t = 1 mils y d = 12 mils, la impedancia diferencial calculada es de aproximadamente 100 Ω, típica de los pares diferenciales utilizados en aplicaciones digitales rápidas.
Esta herramienta permite a los ingenieros de RF y diseñadores de PCB optimizar las líneas diferenciales para una adaptación precisa de la impedancia y un rendimiento de la señal equilibrada.