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Rand gekoppelter Microstrip-Impedanz-Rechner

The SAFIRE Project 2017 - 2018 Update (Januar 2019).

Anonim

Rand gekoppelter Microstrip-Impedanz-Rechner


Dieses Tool hilft bei der Berechnung der Impedanz eines kantengekoppelten Mikrostreifens.

Ausgänge

Ungerade:

Ohm

Sogar:

Ohm

Verbreitet:

Ohm

Differential:

Ohm

Überblick

Dieser Rechner berechnet den Wellenwiderstand eines kantengekoppelten Mikrostreifens. Ein solcher Mikrostreifen ist mit zwei Spuren konstruiert, die auf die gleiche Bezugsebene mit einem dielektrischen Material zwischen ihnen bezogen sind. Eines der Merkmale dieser Art von Mikrostreifen ist die Kopplung zwischen Linien.

Um dieses Werkzeug zu verwenden, geben Sie die Werte für die Leiterbahndicke, Substrathöhe, Leiterbahnbreite, Leiterbahnabstand und Dielektrikum im Rechner oben ein und drücken Sie die Schaltfläche "Berechnen". Die Ausgangsimpedanzen können ungerade, gerade, gemeinsam und differentiell sein. Für die Definition dieser Impedanzen siehe unten. Die Standardeinheiten für alle angegebenen Werte, mit Ausnahme des Substratdielektrikums, sind in Millimetern angegeben. Es ist möglich, andere Einheiten auszuwählen.

Gleichungen

$$ Z_ {0_ {ungerade}} = Z_ {0_ {surf}} \ cdot \ links (\ frac {\ sqrt {\ frac {er_ {eff}} {er_ {effo}}} {1 \ links ( \ frac {zo_ {surf}} {\ eta_ {o}} \ cdot q_ {10} \ sqrt {er_ {eff}} \ right)} (rechts) $$

$$ Z_ {0_ {even}} = Z_ {0_ {surfen}} \ cdot \ frac {\ sqrt {\ frac {er_ {eff}} {er_ {eff, e}}}} {1- \ frac {zo_ {surf}} {\ eta_ {o}} \ cdot q_ {4} \ cdot \ sqrt {er_ {eff}}} $$

Woher:

$$ Z_ {0_ {surf}} = \ frac {\ eta_ {o}} {2 \ pi \ sqrt {2} \ sqrt {er_ {eff} +1}} \ cdot \ ln \ links (1+ \ links (4 \ cdot \ frac {h} {w_ {eff}} \ rechts) \ cdot \ left (\ links (4 \ cdot \ frac {h} {w_ {eff}} \ rechts) \ cdot \ left (\ frac {14 \ cdot er_ {eff} +8} {11 \ cdot er_ {eff}} (rechts) + temp \ right) \ right) $$

$$ er_ {eff1} = \ frac {er + 1} {2} + \ links (\ frac {er-1} {2} \ rechts) \ cdot \ links (\ sqrt {\ frac {w} {w + 12h}} +. 04 \ links (1- \ frac {w} {h} \ rechts) ^ {2} \ rechts) $$

$$ er_ {eff2} = \ frac {er + 1} {2} + \ links (\ frac {er-1} {2} \ rechts) \ cdot \ links (\ sqrt {\ frac {w} {w + 12h}} rechts) $$

$$ a_ {0} =. 7287 \ links (er_ {eff} - \ frac {er + 1} {2} \ rechts) \ cdot \ links (\ sqrt {1-e ^ {-. 179u}} \ right ) $$

$$ b_ {0} = \ frac {.747 \ cdot er} {.15 + er} $$

$$ c_ {0} = b_ {0} - \ links (b_ {0} -. 207 \ rechts) \ cdot e ^ {-. 414u} $$

$$ d_ {0} =. 593 + .694e ^ {-. 562u} $$

$$ g = \ frac {s} {h} $$

$$ w_ {eff} = w + \ frac {t} {\ pi} \ cdot \ ln \ links (\ frac {4e} {\ sqrt {\ links (\ frac {t} {h} \ rechts) ^ {2 } + \ links (\ frac {t} {w \ pi + 1.1t \ pi} \ rechts) ^ {2}}} (rechts) \ cdot \ frac {er_ {eff} +1} {2 \ cdot er_ { eff}} $$

$$ er_ {effo} = \ links (\ links (.5 \ cdot \ links (er + 1 \ rechts) + a_ {0} -er_ {eff} \ rechts) \ cdot e ^ {- c_ {0} \ cdot g ^ {d_ {0}}} (rechts) + er_ {eff} $$

$$ temp = \ sqrt {16 \ links (\ frac {h} {w_ {eff}} \ rechts) ^ {2} \ cdot \ left (\ frac {14 \ cdot er_ {eff} +8} {11 \ cdot er_ {eff}} \ right) ^ {2} + \ links (\ frac {er_ {eff} +1} {2er_ {eff}} \ right) \ cdot \ pi ^ {2}} $$

$$ q_ {1} =. 8695 \ cdot u ^ {. 194} $$

$$ q_ {2} = 1 + 0, 7519 \ cdot g + 1, 89 g ^ {2, 31} $$

$$ q_ {3} =. 1975+ \ links (16.6+ \ links (\ frac {8.4} {g} \ rechts) ^ {6} \ rechts) ^ {-. 387} + \ frac {1} {241 } \ cdot \ ln \ left (\ frac {g ^ {10}} {1+ \ links (\ frac {g} {3.4} \ rechts) ^ {10}} \ right) $$

$$ q_ {4} = \ frac {2 \ cdot q_ {1}} {q_ {2} \ links (e ^ {- g} \ cdot u ^ {q_ {3}} + \ links (2-e ^ {-g} \ right) \ cdot u ^ {- q_ {3}} \ right)} $$

$$ q_ {5} = 1.794 + 1.14 \ cdot \ ln \ links (1+ \ links (\ frac {.638} {g + .517 \ cdot g ^ {2.43}} \ rechts) \ right) $$

$$ q_ {6} =. 2305+ \ frac {1} {281.3} \ cdot \ ln \ links (\ frac {g ^ {10}} {1+ \ links (\ frac {g} {5.8} \ rechts ) ^ {10}} \ right) + \ frac {1} {5.1} \ cdot \ ln \ links (1 + .598 \ cdot g ^ {1.154} \ right) $$

$$ q_ {7} = \ frac {10 + 190 \ cdot g ^ {2}} {1 + 82.3 \ cdot g ^ {3}} $$

$$ q_ {8} = e ^ {\ links (-6.5 -.95 \ cdot \ ln (g) - \ links (\ frac {g} {. 15} \ right) ^ {5} \ right)} $ $

$$ q_ {9} = \ ln \ links (q_ {7} \ rechts) \ cdot \ links (q_ {8} + \ frac {1} {16.5} \ rechts) $$

$$ q_ {10} = \ links (\ frac {1} {q_ {2}} \ rechts) \ cdot \ links (q_ {2} \ cdot q_ {4} -q_ {5} \ cdot e ^ {\ links (\ ln \ links (u \ rechts) \ cdot q_ {6} \ cdot u ^ {- q_ {9}} \ rechts)} \ rechts) $$

$$ v = \ frac {u \ cdot \ links (20 + g ^ {2} \ rechts)} {10 + g ^ {2}} + ge ^ {- g} $$

$$ ae (v) = 1 + \ frac {\ ln \ links (\ frac {v ^ {4} + \ links (\ frac {v} {52} \ rechts) ^ {2}} {v ^ {4 } +. 432} \ right)} {49} + \ frac {\ ln \ links (1+ \ links (\ frac {v} {18.1} \ right) ^ {3} \ right)} {18.7} $$

$$ b_ {e} (e_ {r}) =. 564 \ links (\ frac {er-.9} {er + 3} \ rechts) ^ {. 053} $$

$$ er_ {eff, e} = \ frac {er + 1} {2} + \ frac {er-1} {2} \ cdot \ links (1+ \ frac {10} {v} \ rechts) ^ { -a} \ cdot e ^ {v} \ cdot b_ {e} (e_ {r}) $$

Anmerkungen:

Odd Impedance ($$ Z_ {0_ {ungerade}} $$): Die Impedanz zwischen einer differentiellen Kurve und der Masseebene mit den differentiellen Signalen wird mit entgegengesetzter Polarität angesteuert.

$$ Z_ {0_ {ungerade}} = \ frac {Z_ {0_ {diff}}} {2} $$

Gerade Impedanz ($$ Z_ {0_ {even}} $$): Die Impedanz zwischen einer differentiellen Kurve und der Masseebene mit den differentiellen Signalen wird mit dem gleichen Signal angesteuert.

$$ Z_ {0_ {even}} = 2Z_ {0_ {common}} $$

Differentialimpedanz ($$ Z_ {0_ {diff}} $$): Die Impedanz zwischen den zwei Leitungen mit Signalen entgegengesetzter Polarität.

$$ Z_ {0_ {diff}} = 2Z_ {0_ {ungerade}} $$

Gemeinsame Impedanz ($$ Z_ {0_ {common}} $$): Die Impedanz zwischen den zwei Linien mit dem gleichen Signal.

$$ Z_ {0_ {allgemein}} = \ frac {Z_ {0_ {even}}} {2} $$

Anwendungen

Mit dem kantengekoppelten Microstrip können Mikrowellenantennen und -koppler sowie einige Filter erzeugt werden. Diese Übertragungsleitungen sind populär, weil sie billiger als herkömmliche Wellenleiter hergestellt werden können und auch tragbarer sind. Der Nachteil von kantengekoppelten Mikrostreifen ist ihre begrenzte Fähigkeit zur Energieverwaltung. Andere Probleme mit solchen Übertragungsleitungen sind hoher Leistungsverlust, Nebensprechen und unbeabsichtigte Strahlung. Randgekoppelte Mikrostreifenleiter finden sich auch im digitalen Hochgeschwindigkeits-PCB-Design, bei dem differentielle Signale gehandhabt werden.

Weiterführende Literatur

  • Lehrbuch - Waveguides: Übertragungslinien
  • Technischer Artikel - Einführung in die Übertragungsleitung
  • Technischer Artikel - Übertragungsleitungen: Von konzentrierten Elementen zu verteilten Elementen