PCB

Calculateur d'impédance du plan d'alimentation PCB

Calculez l'impédance d'étalement, la capacité, l'inductance et la fréquence d'autorésonance du plan d'alimentation du PCB pour la conception d'un PDN (réseau de distribution d'alimentation).

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Formule

C = \frac{\varepsilon_r \varepsilon_0 A}{d},\quad f_{res} = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}

Référence: IPC-2141A / Larry Smith PDN analysis techniques

εr— Dielectric constant

A— Plane area (m²)

d— Dielectric thickness (m)

f_res— Self-resonant frequency (Hz)

Comment ça marche

L'impédance du plan d'alimentation est un paramètre essentiel de la conception des circuits imprimés (PCB) qui détermine les performances électriques des réseaux de distribution d'énergie. Les plans de puissance agissent comme des réservoirs à faible impédance pour fournir de l'énergie électrique aux composants, leur efficacité étant influencée par la géométrie, les propriétés diélectriques et l'empilement des couches. La compréhension de l'impédance plane aide les ingénieurs à minimiser le bruit de tension et à garantir une alimentation électrique stable sur les circuits numériques et analogiques à haut débit.

Exemple Résolu

Problème : Calculez la capacité du plan de puissance et la fréquence d'auto-résonance pour un PCB avec un substrat FR-4 (r = 4,3), une surface plane de 100 cm² et une épaisseur diélectrique de 0,1 mm Solution : 1. Capacité plane : C = (8,854e-12 * 4,3 * 0,01)/0,0001 = 3,82 μF 2. Inductance plane : L ≈ 0,3 * 0,0001 * √ (0,1/0,1) = 0,003 nH 3. Fréquence d'autorésonance : fr = 1/ (2π √ (3,82e-6 * 0,003 e-9)) ≈ 5,7 MHz

Conseils Pratiques

✓Utilisez plusieurs condensateurs de dérivation pour réduire l'impédance sur les plages de fréquences
✓Minimiser les divisions et les discontinuités des plans
✓Tenez compte de la symétrie du plan du sol et des trajectoires de retour du signal

Erreurs Fréquentes

✗Ignorer les variations d'épaisseur diélectrique
✗Négliger les inductances parasites dans la conception des plans de puissance
✗Utilisation d'hypothèses d'impédance plane uniformes sur l'ensemble du PCB

Foire Aux Questions

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