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Leiterplatten-Induktivitätsrechner

Berechnen Sie die parasitäre Induktivität von Leiterbahnen mit der Ruehli-Formel, einschließlich Induktivität pro Längeneinheit und induktiver Impedanz bei Schlüsselfrequenzen

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Formel

L = (μ₀l / 2π) × [ln(2l/(w+t)) + 0.5 + (w+t)/(3l)]

L— Inductance (H)
μ₀— Permeability of free space (H/m)
l— Trace length (m)
w— Trace width (m)
t— Copper thickness (m)

Wie es funktioniert

Die Leiterplatteninduktivität ist ein kritischer Parameter im elektronischen Hochfrequenzdesign, der die elektromagnetischen Eigenschaften von Leiterbahnen auf Leiterplatten darstellt. Wenn elektrischer Strom durch eine Leiterbahn fließt, erzeugt er ein Magnetfeld um den Leiter herum, wodurch eine inhärente Induktivität entsteht, die die Signalintegrität und die Schaltungsleistung beeinträchtigen kann. Die Induktivität hängt von mehreren geometrischen Faktoren ab, einschließlich der Breite, Dicke, Länge und Nähe der Leiterbahnen zu den Grundflächen.

Bearbeitetes Beispiel

Stellen Sie sich eine Mikrostreifenspur mit den folgenden Parametern vor: Länge = 50 mm, Breite = 0,3 mm, Dicke = 0,035 mm, Höhe über der Grundebene = 0,8 mm. Unter Verwendung der Standardformel zur Schätzung der Mikrostreifeninduktivität: L = (μ0 * Länge/(2π)) * [ln (2 * Höhe/Breite) + 0,5] würde die berechnete Spureninduktivität ungefähr 8,2 nH betragen. Dies zeigt, wie sich die Leiterbahngeometrie direkt auf die elektromagnetischen Eigenschaften des Schaltkreises auswirkt.

Praktische Tipps

  • ✓Minimierung der Leiterbahnlänge zur Reduzierung der parasitären Induktivität
  • ✓Verwenden Sie breitere Leiterbahnen für eine geringere Induktivität in Stromversorgungsnetzen
  • ✓Berücksichtigen Sie die Kontinuität der Grundebene und das Design des Rückpfads
  • ✓Verwenden Sie Simulationstools, um komplexe Spureninduktivitätsberechnungen zu validieren

Häufige Fehler

  • ✗Vernachlässigung der Leiterbahngeometrie beim Entwurf von Hochgeschwindigkeitsschaltungen
  • ✗Unter der Annahme einer gleichmäßigen Induktivität über verschiedene Leiterbahnkonfigurationen hinweg
  • ✗Ignorieren der Eingangsinduktivitäten von Durchkontakten und Steckverbindern
  • ✗Frequenzabhängige Hauteffekte werden nicht berücksichtigt

Häufig gestellte Fragen

Die Spureninduktivität kann zu Signalreflexionen, Zeitverzögerungen und elektromagnetischen Störungen führen, insbesondere in digitalen und analogen Hochfrequenzschaltungen.
Zu den Schlüsselfaktoren gehören die Länge, Breite, Dicke der Leiterbahn, die Nähe zur Grundebene und das umgebende dielektrische Material.
Nein, die Spureninduktivität ist dem Leiterplattendesign inhärent, aber sie kann durch sorgfältiges Layout und geometrische Optimierung minimiert werden.

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