Ce calculateur permet de déterminer l’impédance caractéristique d’une ligne microstrip en fonction de la largeur de la piste, de la hauteur du substrat et de la permittivité du matériau. Il est utile pour la conception de circuits RF où une adaptation d’impédance précise est essentielle pour minimiser les pertes et les réflexions.
Formules
Quand (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) )
Quand (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) ] )
Explication des formules
Ces équations calculent l’impédance caractéristique (Zo) et la permittivité effective (εe) d’une ligne microstrip selon le rapport de la largeur de piste (W) à la hauteur du substrat (H). La distinction entre les cas (W/H) inférieur ou supérieur à 1 permet de prendre en compte les effets électromagnétiques qui varient selon la géométrie. La permittivité effective εe représente la moyenne entre l’air et le diélectrique, influençant directement la vitesse et l’impédance du signal. Ces calculs servent à adapter la ligne à une impédance spécifique, généralement 50 ohms.
Utilisations et avantages
- Concevoir des lignes de transmission microstrip à impédance contrôlée pour circuits RF et micro-ondes.
- Optimiser la largeur de la piste selon les propriétés du substrat et l’impédance cible.
- Améliorer la correspondance d’impédance afin de réduire les pertes de signal.
- Permettre une estimation rapide sans recours à des outils de simulation avancés.
- Faciliter la conception de PCB haute fréquence avec des tolérances précises.