PCB İz Empedansı Hesaplayıcı (Microstrip/Stripline)
Bir PCB izinin karakteristik empedansını (Z₀), etkin dielektriği ve yayılma gecikmesini microstrip veya stripline için hesapla.
IPC-2141 kapalı-form yaklaşımını kullanır (en iyi 0,1 < w/h < 2 arası). Kontrollü empedans kartlarında üreticinin stackup'ı ve bir alan çözücü ile doğrula.
Sorumluluk reddi: Bu hesaplayıcı yalnızca genel bilgilendirme ve eğitim amacıyla, hiçbir doğruluk veya belirli bir amaca uygunluk garantisi verilmeksizin “olduğu gibi” sunulur. Sonuçlar hata içerebilir — gerçek tasarımlarda kullanmadan önce mutlaka bağımsız olarak doğrulayın. PartAndStock, bu aracın kullanımından (üçüncü taraf sitelere gömülü kullanım dâhil) doğabilecek hiçbir zarardan sorumlu değildir.
Nasıl kullanılır
- 1İz geometrisini seç: microstrip (dış katman, tek zemin) veya stripline (iç katman, iki zemin arası).
- 2Dielektrik sabitini (FR-4 için ~4,3), iz genişliği w, bakır kalınlığı t ve zemine yükseklik/aralık h değerini mm olarak gir.
- 3Karakteristik empedans Z₀, etkin dielektrik ve yayılma gecikmesi anında hesaplanır.
Nasıl çalışır
İz genişliği, bakır kalınlığı, dielektrik yüksekliği ve εr değerini gir; microstrip veya stripline izin karakteristik empedansını (ör. 50 Ω) IPC-2141 yaklaşımıyla bul.
İz empedansı neye bağlıdır?
Bir PCB izi, altındaki (ve/veya üstündeki) zemin düzlemiyle birlikte bir iletim hattı oluşturur; karakteristik empedansı Z₀ geometriyle belirlenir. İzi geniş yapmak veya zemine yaklaştırmak (h küçültmek) empedansı düşürür; izi inceltmek veya dielektriği kalınlaştırmak empedansı yükseltir. Dielektrik sabiti εr (FR-4'te ~4,3) arttıkça empedans düşer. Microstrip izi bir dış katmanda tek zeminin üstündeyken, stripline izi iki zemin arasına gömülüdür.
Kontrollü empedans neden önemli?
USB, HDMI, Ethernet, DDR ve RF gibi hızlı sinyaller belirli bir hat empedansı (tipik 50 Ω tek uçlu, 90–100 Ω diferansiyel) ister. Empedans uyumsuzluğu yansımalara, sinyal bozulmasına ve EMI'ye yol açar. Bu araç IPC-2141 kapalı-form yaklaşımını kullanır; hızlı tasarım ve doğrulama için idealdir. Üretime giderken kartın gerçek stackup'ını (katman kalınlıkları, εr, bakır ağırlığı) üreticinden alıp bir alan çözücüyle (field solver) teyit et.
Çözümlü örnekler
- Microstrip: εr=4,3, w=0,3 mm, t=0,035 mm, h=0,2 mm → Z₀ ≈ 53 Ω
- 50 Ω için: aynı stackup'ta izi hafif genişlet (w↑) → Z₀ düşer
- Stripline aynı geometride microstrip'ten daha düşük Z₀ verir (iki zemin arası daha çok kapasitans)
Empedansı Etkileyen Değişkenler
| Değişken | Artınca Z₀ |
|---|---|
| İz genişliği w | Düşer |
| Zemine yükseklik h | Yükselir |
| Bakır kalınlığı t | Hafif düşer |
| Dielektrik εr | Düşer |
| Geometri: stripline | Microstrip'ten düşük |