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마이크로스트립 임피던스 계산기

해머스타드-젠슨 방정식을 사용하여 마이크로스트립 전송선 임피던스를 계산합니다.PCB 트레이스 설계를 위한 Z, 유효 유전상수, 전파 지연을 구하십시오.

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공식

Z0=87εr+1.41ln(5.98h0.8w+t)Z_0 = \frac{87}{\sqrt{\varepsilon_r + 1.41}} \ln\left(\frac{5.98h}{0.8w + t}\right)

참고: Hammerstad & Jensen (1980); Wadell, "Transmission Line Design Handbook" 1991

uEffective width/height ratio (W/H)
εeffEffective dielectric constant
FHammerstad-Jensen correction factor

작동 방식

마이크로스트립 전송선은 RF 및 고주파 회로 설계의 기본 구조로서 신호 전송을 위한 제어된 임피던스 경로를 제공합니다.Hammerstad-Jensen 방법은 전도성 트레이스와 기판 간의 복잡한 전자기 상호 작용을 수학적으로 모델링합니다.이러한 방정식은 전자기파가 인쇄 회로 기판 트레이스를 따라 전파될 때 발생하는 불균일한 전류 분포와 프린징 효과를 설명합니다.특성 임피던스 (Z0) 는 트레이스 폭, 기판 높이, 유전 상수, 구리 두께를 비롯한 주요 파라미터와 함께 트레이스 형상 및 유전 특성에 따라 크게 달라집니다.엔지니어는 이러한 상호 작용을 정밀하게 계산하여 통신에서 고속 디지털 회로에 이르는 고주파 애플리케이션에서 신호 반사를 최소화하고 전자기 간섭을 줄이며 신호 무결성을 유지하는 임피던스에 맞는 전송 라인을 설계할 수 있습니다.

계산 예제

트레이스 폭 W = 0.25mm, 기판 높이 h = 1.6mm, 유전상수 εr = 4.3, 구리 두께 t = 0.035mm와 같은 파라미터를 갖는 FR-4 기판의 마이크로스트립 전송선을 생각해 보십시오.엔지니어는 Hammerstad-Jensen 방정식을 사용하여 먼저 전자기파의 전파 특성을 설명하는 유효 유전상수를 계산합니다.여기에는 트레이스의 기하학적 구성과 기판의 전기적 특성을 고려한 복잡한 수학적 변환이 포함됩니다.계산 결과 특성 임피던스 Z0은 약 50옴이 되며, 이는 많은 RF 및 마이크로파 회로 설계의 표준 임피던스입니다.

실용적인 팁

  • 벡터 네트워크 분석기를 사용한 실제 측정으로 항상 계산된 임피던스를 확인합니다.
  • 정밀 RF 회로를 설계할 때 온도 및 주파수 계수를 고려하십시오.
  • 정밀 PCB 제조 기술을 사용하여 엄격한 기하학적 공차를 유지합니다.

흔한 실수

  • 고주파 신호 전파에 대한 구리 표면 거칠기 영향 무시
  • 제조 허용 오차를 고려하지 않고 이상적인 직사각형 트레이스 단면 가정
  • 주파수에 따른 유전 상수 변동 간과

자주 묻는 질문

마이크로스트립 전송 라인의 범위는 일반적으로 25~100옴이며 RF 및 통신 애플리케이션의 가장 표준적인 임피던스는 50옴입니다.
기판 유전 상수, 높이 및 구리 두께는 특성 임피던스에 직접적인 영향을 미치며, 유전 상수가 높고 기판이 얇을수록 일반적으로 임피던스 값이 낮아집니다.
수동 계산은 가능하지만 복잡하고 오류가 발생하기 쉽습니다.최신 엔지니어링 소프트웨어와 특수 계산기는 보다 정확하고 효율적인 임피던스 측정을 제공합니다.
제조 허용 오차, 기판 재료 변화, 온도 변화 및 주파수 의존성은 모두 마이크로스트립 전송 라인에 임피던스 변동을 일으킬 수 있습니다.
이러한 방정식은 표준 PCB 재료 및 형상에 적합하지만 극단적인 기판 구성이나 매우 높은 주파수의 경우 수정이 필요할 수 있습니다.

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