Calculateur d'impédance de microrubans différentiels

Vous recherchez un outil gratuit pour calculer l'impédance des microrubans différentiels ? Nous avons créé un outil simple que vous pouvez utiliser pour calculer l'impédance des microrubans différentiels pour une géométrie et une constante diélectrique données.

Si vous recherchez un calculateur d'impédance de microrubans différentiels précis, alors celui-ci est certainement l'un des meilleurs outils gratuits que vous trouverez sur Internet avant de commencer à utiliser des solveurs de champs pour déterminer l'impédance de paires différentielles.

Calculateur d'impédance de microrubans différentiels

Pour utiliser ce calculateur, entrez simplement la géométrie de votre microruban et la valeur Dk. L'outil renverra ensuite la valeur d'impédance différentielle pour une paire de pistes de microruban. Le calculateur ci-dessous utilise les équations de Wadell pour l'impédance différentielle, que l'on peut trouver dans le manuel de référence Transmission Line Design Handbook.

Ces équations sont assez complexes et comprennent un ensemble de 67 équations et paramètres interdépendants, ce qui implique de calculer des intégrales elliptiques pour les résoudre. Le calculateur ci-dessous automatise cette opération pour vous, en vous donnant l'impédance en mode impair pour une seule piste et l'impédance différentielle pour la paire.

Épaisseur du cuivre (t)

 mils

 

Épaisseur diélectrique (h)

 mils

 

Largeur de piste (w)

 mils

 

Espacement bord à bord ( s )

 mils

 

Constante diélectrique

 

 

 

Résultats

Impédance en mode impair (Ohms) :

 

Impédance différentielle (Ohms) :

 

Pour en savoir plus sur les calculateurs d'impédance de pistes, les équations de Wadell et certains inconvénients des calculateurs d'impédance, découvrez cet article sur les calculateurs d'impédance de microruban asymétrique.

Lors de la conception de paires différentielles et de la détermination de leur impédance, il est important de comprendre comment le couplage affectera la paire. Celui-ci est déterminé par l'espacement entre la paire et la largeur entre les deux pistes.

L'impédance asymétrique de chaque piste est importante pour la terminaison, mais l'impédance caractéristique n'est pas la même que l'impédance asymétrique : la bonne impédance asymétrique est l'impédance en mode impair indiquée ci-dessus. Par conséquent, quelle que soit la façon dont vous prévoyez de router vos paires différentielles, vous devez comprendre comment le couplage entre les paires crée des écarts par rapport à l'impédance caractéristique.

• En savoir plus sur le couplage de paires différentielles et son impact sur la propagation

Inconvénients des calculateurs d'impédance analytique

Les outils de calcul d'impédance sont très utiles pour comprendre comment la géométrie affecte l'impédance des microrubans différentiels. Cependant, de nombreuses informations importantes ne sont pas incluses dans un calculateur d'impédance de microrubans différentiels classique :

• Dispersion - La constante diélectrique sera fonction de la fréquence. La valeur ci-dessus ne dépend pas du tout de la fréquence, mais suppose plutôt une fréquence unique pour un signal numérique, ce qui est incorrect. En savoir plus.
• La rugosité du cuivre - La rugosité des feuilles de cuivre utilisées dans l'empilage des couches de PCB ajoute une certaine impédance en augmentant l'ampleur de l'effet de peau. En savoir plus.
• Aucune perte diélectrique - Le calculateur ci-dessus ne considère que la partie réelle de la constante diélectrique comme entrée, mais la tangente de perte est ignorée. En savoir plus.
• Aucun facteur de gravure - La gravure donne à la piste finale une forme trapézoïdale, et non rectangulaire, ce qui entraîne une impédance différente de la piste réelle. En savoir plus.
• Aucun délai de propagation - La plupart des calculateurs en ligne présentés ci-dessus ne donnent pas de valeur de délai de propagation, ou s'ils le font, ils l'estiment à l'aide d'une formule connue pour être incorrecte. En savoir plus.
• Vernis épargne - Le vernis épargne (ou masque de soudure) modifie l'impédance et introduit des pertes supplémentaires le long de la ligne de transmission, mais les calculateurs d'impédance en ligne n'incluent pas ces éléments. En savoir plus.

Utiliser un outil d'empilage de couches avec un solveur de champ intégré

Les outils simples de calcul d'impédance de paires différentielles comme celui présenté ici sont très utiles pour estimer l'impédance, mais les inconvénients énumérés ci-dessus montrent l'incapacité des solveurs d'impédance plus simples à traiter les conceptions élaborées.

Vous devez soit appliquer manuellement des corrections à un modèle sans perte en rajoutant l'impédance de l'effet de peau/de la rugosité, soit résoudre directement les équations de MaxWell pour obtenir l'impédance. Cette dernière nécessite un solveur de champ ou un modèle numérique extrait des résultats du solveur de champ.

Le gestionnaire d'empilage de couches de PCB d'Altium Designer comprend un solveur de champ qui fournit des résultats d'impédance très précis. Pour accéder à ces fonctionnalités, il vous suffit d'ouvrir l'empilage de couches dans l'éditeur de PCB et de cliquer sur l'onglet Impédance.

À partir de là, vous pouvez créer une règle de conception basée sur vos calculs d'impédance, ce qui appliquera la géométrie de piste calculée lors du routage du circuit imprimé.

La seule chose que vous devez savoir pour commencer est la constante diélectrique (pièces réelles et complexes) de vos matériaux de substrat.

L'éditeur d'empilage de couches intégré d'Altium Designer® peut servir de calculateur d'impédance de microrubans différentiels, à la fois pour les microrubans standard et les dispositions coplanaires. Lorsque vous êtes prêt à livrer ces fichiers à vos collaborateurs pour des simulations plus avancées, la plateforme Altium 365™ facilite la collaboration et le partage de vos projets. Tout ce dont vous avez besoin pour concevoir et produire des composants électroniques avancés se trouve dans une seule et même suite logicielle.

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