差動ペアインピーダンス計算機は、エンジニアやPCB設計者が高速信号アプリケーションで使用される差動伝送線路のインピーダンスを決定するのに役立ちます。2つの信号トレース間のインピーダンスを計算し、USB、HDMI、Ethernetなどの回路における信号整合性を確保し、反射を最小限に抑えます。このツールは、高周波電子機器において適切な信号品質を維持するために不可欠です。
差動ペアインピーダンス計算式
差動インピーダンスの基本式:
差動インピーダンス（Zdiff）= 2 × 奇数モードインピーダンス
より詳細な計算については以下をご覧ください。
Zdiff = 2 × ゾッド
ここで、
- Zdiff は伝送線路ペアの差動インピーダンスです。
- Zodd は、差動ペア内の各トレースの奇数モード インピーダンスです。
PCB設計の場合のより詳細な式:
Zdiff = 2 × Z0 × √(1 - (C12 / C11))
ここで、
- Z0 はシングルエンド トレースの特性インピーダンスです。
- C12 は XNUMX つのトレース間の相互容量です。
- C11 は、グランドプレーンへの単一トレースの自己容量です。
マイクロストリップラインの差動インピーダンス近似：
Zdiff ≒ 2 × Z0 × (1 - 0.48 × e^(-0.96 × S / H))
ここで、
- S は 2 つの差動トレース間の間隔です。
- H は、基準グランドプレーン上のトレースの高さです。
差動インピーダンス参照表
この表は、一般的な PCB 構成に基づいた差動インピーダンス値の一般的な推定値を示します。
| トレース幅（mm） | 間隔（mm） | 高さ（mm） | 差動インピーダンス（オーム） |
|---|---|---|---|
| 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 |
これらの値は、PCB 設計者がインピーダンス要件を満たす適切なトレース寸法を設定するのに役立ちます。
差動ペアインピーダンス計算機の例
PCB 設計者は、トレース幅 0.3 mm、間隔 0.2 mm、基準面からの高さ 0.6 mm の伝送線路の差動インピーダンスを計算する必要があります。
マイクロストリップ近似式を使用すると、
Zdiff ≈ 2 × 85 × (1 - 0.48 × e^(-0.96 × 0.2 / 0.6))
これを解くと、推定差動インピーダンスは 85オーム.
この計算により、伝送ラインが高速信号用に正しく設計されていることが保証されます。
最も一般的な FAQ
差動インピーダンスにより、信号ペアが適切な整合性を維持し、USB や Ethernet などの高速回路におけるノイズや反射が低減されます。
間隔が広いほどインピーダンスは増加し、狭いほどインピーダンスは減少します。適切な間隔は、望ましいインピーダンス値を達成する上で非常に重要です。
はい、ただし、正確なインピーダンス計算には、材料特性と層スタックアップの変動を考慮する必要があります。