Calculadora de Impedância de Microstrip (Pista de PCB)
Impedância característica e atraso de propagação de uma pista de circuito impresso sobre um plano de massa, pela fórmula da IPC-2141, com a verificação da gama de validade.
Resultados
O que faz esta ferramenta
Uma pista na camada exterior de uma placa com um plano de massa por baixo é uma microstrip e, quando os flancos do sinal são rápidos, a sua largura define uma impedância que tem de condizer com a fonte e com a carga: 50 Ω na maioria das linhas de RF e de alta velocidade simples, e pares de pistas para os 90 Ω do USB ou os 100 Ω da Ethernet. Esta calculadora usa a expressão fechada da IPC-2141, que é rápida mas só acerta a poucos por cento, e apenas para w/h entre 0,1 e 2 e εr entre 1 e 15. A permitividade do FR-4 varia de fornecedor para fornecedor e desce com a frequência, de cerca de 4,7 a 1 MHz para cerca de 4,2 a alguns GHz, por isso numa placa a sério com impedância controlada peça ao fabricante o empilhamento e os valores do 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
Variáveis
| Símbolo | Significado | Unidade |
|---|---|---|
w | Largura da pista | mm |
h | Espessura do dieléctrico até ao plano de massa | mm |
t | Espessura do cobre (35 µm = 1 oz) | mm |
er | Permitividade relativa εr (FR-4 cerca de 4,3) | — |
Z | Impedância característica | Ω |
WH | Razão largura/altura w/h | — |
EF | Permitividade efectiva (aprox.) | — |
TD | Atraso de propagação | ps/mm |
VA | Validade | — |
Exemplo resolvido
- Largura da pista0,33 mm
- Espessura do dieléctrico até ao plano de massa0,2 mm
- Espessura do cobre (35 µm = 1 oz)0,035 mm
- Permitividade relativa εr (FR-4 cerca de 4,3)4,3
- Impedância característica50,5 Ω
- Razão largura/altura w/h1,65
- Permitividade efectiva (aprox.)2,713
- Atraso de propagação5,51 ps/mm
- ValidadeDentro da gama em que a fórmula vale
Limitações
- O resultado é uma estimativa baseada apenas nos valores que introduziu. Situações reais incluem muitas vezes fatores que esta calculadora desconhece.
- Para trabalhos que tenham de cumprir uma norma ou ser assinados, confirme o resultado com o regulamento aplicável e peça a revisão de um engenheiro qualificado.