Konwerter ten oblicza impedancję charakterystyczną i opóźnienie propagacji linii mikropaskowej na podstawie jej szerokości, grubości, wysokości podłoża i stałej dielektrycznej. Jest przeznaczony dla inżynierów i projektantów RF, którzy potrzebują dokładnych wartości do projektowania ścieżek PCB.
Zastosowania tego konwertera
1. Projektowanie ścieżek PCB dla kontrolowanej impedancji.
2. Wyznaczanie opóźnienia propagacji szybkich sygnałów cyfrowych.
3. Zapewnienie integralności sygnału w obwodach RF i mikrofalowych.
4. Szybkie szacowanie impedancji bez ręcznych wzorów.
Formuły konwersji
Efektywna korekta szerokości: W_eff = W + δ (korekta typu Wheeler)
Efektywna przenikalność: ε_eff = (εr + 1)/2 + (εr – 1)/2 × f(W_eff/H)
Impedancja charakterystyczna:
Z₀ = 60 / √ε_eff × ln(8H/W_eff + 0,25 W_eff/H) jeśli W_eff/H ≤ 1,
Z₀ = (120π) / (√ε_eff × (u + 1,393 + 0,667 ln(u + 1,444))) jeśli W_eff/H > 1
Opóźnienie propagacji: TD ≈ √ε_eff / c × 1e12 × 0,0254 × TD_multiplier
Objaśnienie wzorów
Konwerter najpierw wprowadza korektę grubości do szerokości mikropaska, stosując metodę Wheelera. Następnie oblicza się efektywną przenikalność cieplną, stosując przybliżenie Hammerstada. Impedancja charakterystyczna zależy od stosunku szerokości do wysokości i efektywnej przenikalności elektrycznej. Opóźnienie propagacji wyprowadzane jest z efektywnej przenikalności elektrycznej i dostosowywane za pomocą małego mnożnika w celu dopasowania do standardowych odniesień.
Przykładowe obliczenia
Dla mikropaska o W = 10 milicalach, t = 1 milicalach, H = 8 milicalach i εr = 4,4:
W_eff oblicza się z poprawką na grubość, ε_eff ≈ 3,6, Z₀ ≈ 50,1234 Ω, TD ≈ 85,4567 ps/cal
Dlaczego ten konwerter impedancji mikropaskowej jest przydatny:
1. Eliminuje błędy ręcznych obliczeń przy projektowaniu linii mikropaskowych.
2. Zapewnia zarówno impedancję, jak i opóźnienie propagacji, co pozwala na precyzyjne projektowanie sygnału.
3. Oszczędza czas poprzez automatyzację skomplikowanych formuł stosowanych przy projektowaniu PCB RF.
4. Odpowiedni dla inżynierów pracujących z obwodami wysokiej częstotliwości i systemami cyfrowymi.
5. Zapewnia niezawodne i spójne dopasowanie impedancji w układach PCB.
