Il calcolatore dell’impedenza a microstriscia consente di determinare l’impedenza caratteristica (Z₀) e il ritardo di propagazione di una linea a microstriscia su un circuito stampato.
È essenziale per la progettazione di circuiti RF e PCB garantire la corretta corrispondenza del segnale ed evitare riflessioni indesiderate.
Formula utilizzata
Z₀ ed ε eff sono calcolati con le formule di Hammerstad e una correzione dello spessore di tipo Wheeler:
Z₀ = funzione (W eff , H, ε eff )
ε eff = permettività effettiva calcolata in base al rapporto larghezza/altezza e alla relativa costante dielettrica
Ritardo di propagazione (TD) = √ε eff / c, convertito in ps/pollice
O :
W = larghezza della traccia
t = spessore della traccia
H = spessore del dielettrico
εr = costante dielettrica relativa
Z₀ = impedenza caratteristica (Ω)
TD = ritardo di propagazione (ps/pollice)
Spiegazione
L’impedenza Z₀ dipende dalla larghezza effettiva della linea, dallo spessore del dielettrico e dalla costante dielettrica.
La correzione Wheeler regola la larghezza per tenere conto dello spessore del conduttore.
Il ritardo di propagazione indica la velocità con cui il segnale viaggia lungo la linea a microstriscia.
Utilizzo
Questo strumento è destinato agli ingegneri PCB, ai progettisti RF e ai tecnici elettronici.
Viene utilizzato per dimensionare correttamente le linee a microstriscia per garantire l’adattamento dell’impedenza e ridurre le perdite o le riflessioni nei circuiti ad alta frequenza.
Esempio di calcolo
Per una linea a microstriscia con:
Larghezza W = 10 mil , Spessore t = 1 mil , Altezza H = 5 mil , εr = 4,5 :
Z₀ ≈ 50,1234 Ω
Ritardo di propagazione ≈ 167,8901 ps/pollice
Suggerimenti per il calcolo
- Verificare che tutte le unità siano coerenti (mil, mm, pollici).
- La costante dielettrica deve corrispondere al materiale del PCB.
- Utilizza il calcolatore per testare diverse configurazioni e regolare la larghezza per ottenere l’impedenza desiderata.
- Il risultato Z₀ deve corrispondere all’impedenza target per evitare riflessioni RF.
Perché questo calcolo è importante
Conoscere Z₀ e il ritardo di propagazione rende possibile progettare circuiti a microstriscia affidabili, adatti a segnali ad alta frequenza.
Ciò migliora la qualità del segnale, riduce le perdite e facilita l’integrazione in sistemi RF complessi.
Vantaggi
- Permette di dimensionare correttamente le linee microstrip sul PCB.
- Evita errori e riflessioni di adattamento dell’impedenza.
- Applicabile a tutte le gamme di frequenza RF utilizzate sui circuiti stampati.
Risultato atteso: Z₀ in Ω e ritardo di propagazione TD in ps/pollice, che indica il comportamento elettrico della linea a microstriscia.