Mikrostreifen-Impedanzrechner

Dieser Rechner ermittelt die charakteristische Impedanz einer Mikrostreifenleitung anhand der Breite der Spur, der Dicke des Substrats und der Dielektrizitätskonstante. Es hilft beim Entwurf von HF-Leiterplatten mit präziser Impedanzanpassung, um Signalreflexionen zu vermeiden.

Nützlich für HF-Ingenieure, PCB-Designer und Studenten, die an Hochfrequenzschaltungen arbeiten, bei denen die Impedanzanpassung für die Signalleistung von entscheidender Bedeutung ist.

Formeln

Für (B/H) < 1:

ε _e = (ε _r + 1)/2 + (ε _r – 1)/2 × [1/√(1 + 12 × (H/W)) + 0,4 × (1 – W/H)²]

Z ₀ = (60 / √ε _e ) × ln(8 × (H/B) + 0,25 × (B/H))

Für (B/H) ≥ 1:

ε _e = (ε _r + 1)/2 + (ε _r – 1)/2 × [1 / √(1 + 12 × (H/W))]

Z ₀ = 120 × π / [√ε _e × ((B/H) + 1,393 + (2/3) × ln(B/H + 1,444))]

Erklärung der Formeln

• ε _r ist die Dielektrizitätskonstante des Materials.
• W ist die Breite der Spur und H ist die Dicke des Substrats.
• ε _e stellt die effektive Permittivität des elektromagnetischen Feldes im Dielektrikum und in der Luft dar.
• Z ₀ ist die charakteristische Impedanz der Leitung, bestimmt durch Geometrie und Materialeigenschaften.

Berechnung einer 50-Ohm-Mikrostreifenleitung auf FR4

Eingabe : ε _r = 4,4, H = 1,6 mm, B = 3 mm

Ausgang : Z ₀ ≈ 50,3 Ω

Vorteile und Einsatzmöglichkeiten

• Ermöglicht die Anpassung der Spurbreite, um eine bestimmte Impedanz zu erreichen.
• Vermeidet Fehlanpassungen und Verluste in HF-Schaltkreisen.
• Unverzichtbares Werkzeug zum Entwerfen von Mikrostreifenfiltern, Verstärkern und Übertragungsleitungen.
• Erleichtert die Modellierung und Simulation in PCB-Designsoftware.