Der Microstrip-Breitenrechner ist ein unverzichtbares Werkzeug für HF-Ingenieure. Es berechnet die Breite (W) einer Mikrostreifen-Übertragungsleitung, die erforderlich ist, um eine spezifische charakteristische Impedanz (Z0) zu erreichen, basierend auf den Eigenschaften des Substratmaterials und den physikalischen Abmessungen des Mikrostreifens. Eine genaue Breitenberechnung hilft bei der Minimierung von Signalverlusten und Reflexionen, die für die hohe Leistung von HF-Schaltkreisen von entscheidender Bedeutung sind.
Formel des Mikrostreifenbreitenrechners
Die Breite eines Mikrostreifens wird durch die folgende Gleichung bestimmt:
Kennzahlen:
- W ist die Breite der Mikrostreifen-Übertragungsleitung.
- εr ist die relative Dielektrizitätskonstante des Substratmaterials und gibt an, wie viel das Material unter einer angelegten Spannung elektrische Energie speichern kann.
- Z0 ist die gewünschte charakteristische Impedanz der Mikrostreifen-Übertragungsleitung, ein kritischer Parameter, der die Art und Weise beeinflusst, wie Signale entlang der Leitung übertragen werden.
- H ist die Höhe des Substratmaterials, die sich auf die effektive Dielektrizitätskonstante und die Impedanz des Mikrostreifens auswirkt.
Tabelle typischer Werte
Um die Verwendung des Rechners zu erleichtern, finden Sie unten eine Tabelle mit typischen Werten für die beteiligten Parameter:
| εr (Dielektrizitätskonstante) | Z0 (Ohm) | H (mm) | Berechnete Breite (mm) |
|---|---|---|---|
| 2.2 | 50 | 1.5 | 3.048 |
| 4.4 | 70 | 0.79 | 1.524 |
| 9.8 | 85 | 0.63 | 0.762 |
Diese Werte bieten einen Ausgangspunkt für den Entwurf von Mikrostreifen unter üblichen Bedingungen.
Beispiel eines Mikrostreifenbreitenrechners
Berechnen wir die Breite für einen Mikrostreifen mit den folgenden Spezifikationen:
- εr = 4.4
- Z0 = 50 Ohm
- H = 1.5mm
Mit der Formel:
W = (8 * 4.4 * e^(-1.64 * (50/pi)^0.125)) / (50 * (1 + 1.9 * (W/1.5)^1.5))
Durch die Berechnung des obigen Ausdrucks ermitteln wir die für diese Parameter erforderliche Breite W. Durch Anpassen von εr, Z0 oder H und Neuberechnung kann gezeigt werden, wie empfindlich die Mikrostreifenbreite auf die einzelnen Parameter reagiert, was bei der Feinabstimmung des Mikrostreifendesigns hilfreich ist.
Die häufigsten FAQs
Die Breite des Mikrostreifens ist entscheidend für die Bestimmung seiner charakteristischen Impedanz, die sich wiederum auf die Signalintegrität auswirkt Werkzeuge Übertragung von HF-Schaltkreisen. Genaue Breitenberechnungen sind wichtig, um Verluste zu minimieren und Probleme mit der Signalreflexion zu vermeiden.
Die Dielektrizitätskonstante (εr) des Substratmaterials hat direkten Einfluss auf die Kapazität pro Einheit Länge des Mikrostreifens, der sich auf die Impedanz und damit auf die erforderliche Breite des Mikrostreifens für einen bestimmten Impedanzpegel auswirkt.
Typische Werte könnten sein:
Z0 = 50 oder 75 Ohm, Standardimpedanzwerte für viele HF-Anwendungen.
εr reicht von 2.2 für weniger dichte Substratmaterialien bis 9.8 für dichtere Materialien wie Keramik.
H variiert typischerweise zwischen 0.5 mm und 1.5 mm, abhängig von den physikalischen Einschränkungen und der Betriebsfrequenz der Anwendung.