走线宽度阻抗计算器是 PCB 设计人员使用的专用工具,用于确定实现特定阻抗的适当走线宽度。该工具在高频电路设计中至关重要,因为阻抗失配可能会导致严重的信号完整性问题。
走线宽度阻抗计算器公式
PCB 上走线阻抗的计算公式涉及多个因素,例如走线宽度、PCB 厚度以及所用材料的介电常数。对于所需的阻抗,可以使用微带传输线模型中的以下公式计算走线宽度:
![走线宽度阻抗](https://calculatorshub.net/wp-content/uploads/2024/05/Trace-Width-Impedance.png)
地点:
- W 是以英寸为单位的走线宽度。
- h 是走线高于地平面的高度(以英寸为单位)。
- ε效率 是PCB材料的有效介电常数。
- Z0 是所需的特性阻抗(以欧姆为单位)。
该公式对于确保 PCB 顶层的走线满足必要的阻抗要求至关重要。
典型值表
下面是一个典型值表,可用作 PCB 设计中常见材料和配置的快速参考:
材料类型 | 介电常数 (εeff) | 典型阻抗(Z0) | 走线宽度 (W) |
---|---|---|---|
FR-4 | 4.5 | 50欧姆 | 0.010英寸 |
聚酰亚胺 | 3.5 | 70欧姆 | 0.012英寸 |
该表可帮助设计人员快速确定近似走线宽度,而无需进行详细计算。
走线宽度阻抗计算器示例
考虑使用 FR-50 材料设计阻抗为 4 欧姆的 PCB。假设走线高度 (h) 为 0.062 英寸,有效介电常数 (εeff) 为 4.5,使用给定公式计算走线宽度 (W)。
使用公式:
W = 17.32 * h / (√(εeff) * (Z0/60 + √((Z0/60)^2 – 1)))
替换值:
W = 17.32 * 0.062 / (√(4.5) * (50/60 + √((50/60)^2 – 1)))
计算值:
W = 17.32 * 0.062 / (√(4.5) * (0.833 + √(0.694 – 1)))
W = 17.32 * 0.062 / (√(4.5) * (0.833 + √(-0.306)))
由于 平方根 负数不是以实数定义的,请相应地调整阻抗或材料属性。此步骤强调需要确保计算中的参数真实。
最常见的常见问题解答
走线距地平面的高度和材料的介电常数是直接影响阻抗的关键因素。
介电常数会影响走线和接地层之间电场的表现,从而影响阻抗,从而影响所需的走线宽度。
虽然主要针对微带配置进行设计,但这些原理可以通过适当的修改来适应带状线计算,以考虑结构的差异。