Calculatrice d'impédance microstrip (piste de PCB)
Impédance caractéristique et temps de propagation d'une piste de circuit imprimé au-dessus d'un plan de masse, selon la formule IPC-2141, avec contrôle du domaine de validité.
Résultats
Ce que fait cet outil
Une piste sur la couche extérieure d'une carte avec un plan de masse en dessous est une microstrip et, dès que les fronts sont rapides, sa largeur fixe une impédance qui doit correspondre à la source et à la charge : 50 Ω pour la plupart des lignes RF et rapides asymétriques, et des paires de pistes pour les 90 Ω de l'USB ou les 100 Ω d'Ethernet. Cette calculatrice utilise l'expression analytique de l'IPC-2141, rapide mais juste à quelques pour cent seulement, et uniquement pour w/h entre 0,1 et 2 et εr entre 1 et 15. La permittivité du FR-4 varie selon le fournisseur et baisse avec la fréquence, d'environ 4,7 à 1 MHz à environ 4,2 à quelques GHz ; pour une vraie carte à impédance contrôlée, demandez au fabricant son empilage et les valeurs de son solveur de champ.
Formule
Z₀ = 87 ÷ √(εr + 1.41) × ln(5.98 h ÷ (0.8 w + t)) · tpd = 85 √(0.475 εr + 0.67) ps/in
Variables
| Symbole | Signification | Unité |
|---|---|---|
w | Largeur de la piste | mm |
h | Épaisseur du diélectrique jusqu'au plan de masse | mm |
t | Épaisseur du cuivre (35 µm = 1 oz) | mm |
er | Permittivité relative εr (FR-4 environ 4,3) | — |
Z | Impédance caractéristique | Ω |
WH | Rapport largeur/hauteur w/h | — |
EF | Permittivité effective (approx.) | — |
TD | Temps de propagation | ps/mm |
VA | Validité | — |
Exemple résolu
- Largeur de la piste0,33 mm
- Épaisseur du diélectrique jusqu'au plan de masse0,2 mm
- Épaisseur du cuivre (35 µm = 1 oz)0,035 mm
- Permittivité relative εr (FR-4 environ 4,3)4,3
- Impédance caractéristique50,5 Ω
- Rapport largeur/hauteur w/h1,65
- Permittivité effective (approx.)2,713
- Temps de propagation5,51 ps/mm
- ValiditéDans le domaine de validité de la formule
Limites
- Le résultat est une estimation fondée uniquement sur les valeurs saisies. Les situations réelles comportent souvent des facteurs que cette calculatrice ignore.
- Pour un travail devant respecter une norme ou être validé, vérifiez le résultat au regard du règlement applicable et faites-le relire par un ingénieur qualifié.