Questo calcolatore determina l’impedenza semplice (Z0) e l’impedenza differenziale (Zd) di una coppia di tracce microstrip accoppiate, in base alle loro dimensioni geometriche e alle proprietà del substrato. Viene comunemente utilizzato nella progettazione di linee differenziali o RF ad alta velocità, come coppie LVDS bilanciate, USB o RF.
I parametri geometrici includono la larghezza del binario (w), la separazione dei binari (d), lo spessore del rame (t) e l’altezza del substrato dielettrico (h). La costante dielettrica del materiale (εr) influenza fortemente i valori di impedenza ottenuti.
Le formule utilizzate sono:
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 : impedenza semplice (Ω)
- Zd : impedenza differenziale (Ω)
- w , d , t , h : dimensioni in mil (1 mil = 0,001 pollici)
- εr : costante dielettrica del substrato
Queste equazioni mostrano che al diminuire della separazione tra le due tracce aumenta l’accoppiamento e diminuisce l’impedenza differenziale. Al contrario, una spaziatura maggiore rende Zd più vicino a 2 × Z0.
Ad esempio, per un substrato con εr = 4,2, h = 10 mil, w = 8 mil, t = 1 mil e d = 12 mil, l’impedenza differenziale calcolata è di circa 100 Ω, tipica delle coppie differenziali utilizzate nelle applicazioni digitali veloci.
Questo strumento consente agli ingegneri RF e ai progettisti di PCB di ottimizzare le linee differenziali per una corrispondenza precisa dell’impedenza e prestazioni del segnale bilanciate.