Der Differential Pair Impedance Calculator unterstützt Ingenieure und PCB-Designer bei der Bestimmung der Impedanz von differentiellen Übertragungsleitungen in Hochgeschwindigkeitssignalanwendungen. Er berechnet die Impedanz zwischen zwei Signalleitungen, gewährleistet so die Signalintegrität und minimiert Reflexionen in Schaltkreisen wie USB, HDMI und Ethernet. Dieses Tool ist entscheidend für die Aufrechterhaltung einer einwandfreien Signalqualität in der Hochfrequenzelektronik.
Formel des Differenzpaarimpedanzrechners
Grundformel für die Differenzimpedanz:
Differenzielle Impedanz (Zdiff) = 2 × Odd-Mode-Impedanz
Für eine detailliertere Berechnung:
Zdiff = 2 × Zodd
wo:
- Zdiff ist die Differenzimpedanz des Übertragungsleitungspaars.
- Zodd ist die Odd-Mode-Impedanz jeder Spur im Differenzpaar.
Für das PCB-Design eine detailliertere Formel:
Zdiff = 2 × Z0 × √(1 - (C12 / C11))
wo:
- Z0 ist die charakteristische Impedanz einer unsymmetrischen Spur.
- C12 ist die gegenseitige Kapazität zwischen den beiden Spuren.
- C11 ist die Eigenkapazität einer einzelnen Spur zur Massefläche.
Näherung der differentiellen Impedanz für Mikrostreifenleitungen:
Zdiff ≈ 2 × Z0 × (1 - 0.48 × e^(-0.96 × S / H))
wo:
- S ist der Abstand zwischen den beiden Differenzspuren.
- H ist die Höhe der Spuren über der Referenzmasseebene.
Referenztabelle für die differentielle Impedanz
Diese Tabelle bietet allgemeine Schätzungen für Differenzimpedanzwerte basierend auf typischen PCB-Konfigurationen.
| Leiterbahnbreite (mm) | Abstand (mm) | Höhe (mm) | Differenzielle Impedanz (Ohm) |
|---|---|---|---|
| 0.2 | 0.15 | 0.5 | 90 |
| 0.3 | 0.2 | 0.6 | 85 |
| 0.4 | 0.25 | 0.8 | 100 |
| 0.5 | 0.3 | 1.0 | 110 |
Diese Werte helfen PCB-Designern dabei, geeignete Leiterbahnabmessungen festzulegen, um die Impedanzanforderungen zu erfüllen.
Beispiel für einen Differenzialpaarimpedanzrechner
Ein PCB-Designer muss die differentielle Impedanz einer Übertragungsleitung mit einer Leiterbahnbreite von 0.3 mm, einem Abstand von 0.2 mm und einer Höhe über der Referenzebene von 0.6 mm berechnen.
Unter Verwendung der Mikrostreifen-Näherungsformel:
Zdiff ≈ 2 × 85 × (1 - 0.48 × e^(-0.96 × 0.2 / 0.6))
Durch Lösen wird die geschätzte differentielle Impedanz 85 Ohm.
Durch diese Berechnung wird sichergestellt, dass die Übertragungsleitungen für Hochgeschwindigkeitssignale richtig ausgelegt sind.
Die häufigsten FAQs
Durch die differenzielle Impedanz wird sichergestellt, dass die Signalpaare ihre ordnungsgemäße Integrität bewahren, wodurch Rauschen und Reflexionen in Hochgeschwindigkeitsschaltungen wie USB und Ethernet reduziert werden.
Ein größerer Abstand erhöht die Impedanz, ein kleinerer Abstand verringert sie. Der richtige Abstand ist entscheidend, um den gewünschten Impedanzwert zu erreichen.
Ja, aber für eine genaue Impedanzberechnung müssen Materialeigenschaften und Variationen im Schichtaufbau berücksichtigt werden.