Calculadora de Impedancia Microstrip (Pista de PCB)
Impedancia característica y retardo de propagación de una pista de circuito impreso sobre un plano de masa, según la fórmula de IPC-2141, con la comprobación de su rango de validez.
Resultados
Qué hace esta herramienta
Una pista en la capa exterior de una placa con un plano de masa debajo es una microstrip y, cuando los flancos de la señal son rápidos, su ancho fija una impedancia que debe coincidir con la fuente y la carga: 50 Ω en la mayoría de las líneas de RF y de alta velocidad simples, y pares de pistas para los 90 Ω del USB o los 100 Ω de Ethernet. Esta calculadora usa la expresión cerrada de IPC-2141, rápida pero precisa solo a unos pocos por ciento, y solo para w/h entre 0,1 y 2 y εr entre 1 y 15. La permitividad del FR-4 varía según el proveedor y baja con la frecuencia, de unos 4,7 a 1 MHz a unos 4,2 a pocos GHz, así que para una placa real de impedancia controlada pida al fabricante su apilamiento y los valores de su solucionador de campo.
Fórmula
Z₀ = 87 ÷ √(εr + 1.41) × ln(5.98 h ÷ (0.8 w + t)) · tpd = 85 √(0.475 εr + 0.67) ps/in
Variables
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
w | Ancho de la pista | mm |
h | Espesor del dieléctrico hasta el plano de masa | mm |
t | Espesor del cobre (35 µm = 1 oz) | mm |
er | Permitividad relativa εr (FR-4 unos 4,3) | — |
Z | Impedancia característica | Ω |
WH | Relación ancho/altura w/h | — |
EF | Permitividad efectiva (aprox.) | — |
TD | Retardo de propagación | ps/mm |
VA | Validez | — |
Ejemplo resuelto
- Ancho de la pista0,33 mm
- Espesor del dieléctrico hasta el plano de masa0,2 mm
- Espesor del cobre (35 µm = 1 oz)0,035 mm
- Permitividad relativa εr (FR-4 unos 4,3)4,3
- Impedancia característica50,5 Ω
- Relación ancho/altura w/h1,65
- Permitividad efectiva (aprox.)2,713
- Retardo de propagación5,51 ps/mm
- ValidezDentro del rango en que la fórmula es válida
Limitaciones
- El resultado es una estimación basada solo en los valores introducidos. Las situaciones reales suelen incluir factores que esta calculadora desconoce.
- Para trabajos que deban cumplir una norma o ser firmados, contraste el resultado con el reglamento aplicable y pida la revisión de un ingeniero cualificado.