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Berechnung der Leiterbahnimpedanz gemäß IPC 2141
Der Kalkulator zur Berechnung der Leiterbahnimpedanz erleichtert die Konstruktion, indem er es dem Benutzer ermöglicht, grundlegende Parameter einzugeben und eine berechnete Impedanz gemäß der Norm IPC 2141 zu erhalten. Auch wenn dieser Rechner einen grundlegenden Wert, sollten dennoch alle endgültigen Designüberlegungen in Bezug auf Verlust, Dispersion, Kupferrauhigkeit, Phasenverschiebung usw. angestellt werden. Für die endgültige Schaltungsanalyse kann ein Field Solver erforderlich sein.
Leiterbahntyp
LEITERBAHNBREITE (w)
LEITERBAHNDICKE (t)
HÖHE (h)
DIELEKTRIZITÄTSKONSTANTE (εr)
ZIELIMPEDANZ (Zo)
Ω
Warnung - (w/h) nur gültig von 0,1 bis 2,0
Warnung - Leiterbahndicke t ist ungültig!
Warnung - Substrathöhe h ist ungültig!
Warnung - Leiterbahnbreite w ist ungültig!
Warnung - Dielektrizitätskonstante εr ist ungültig!
Warnung - Ungültige Werte!
ZIELIMPEDANZ (Zo)
Ω
LEITERBAHNDICKE (t)
HÖHE (h)
DIELEKTRIZITÄTSKONSTANTE (εr)
LEITERBAHNBREITE (w)
Warnung - (w/h) nur gültig von 0,1 bis 2,0
Warnung - Leiterbahndicke t ist ungültig!
Warnung - Substrathöhe h ist ungültig!
Warnung - Impedanz Zo ist ungültig!
Warnung - Dielektrizitätskonstante εr ist ungültig!
Warnung - Ungültige Werte!
LEITERBAHNDICKE (t)
HÖHE (h)
LEITERBAHNBREITE (w)
LEITERBAHNABSTAND (s)
DIELEKTRIZITÄTSKONSTANTE (εr)
DIFFERENZIELLE IMPEDANZ (Zd)
Ω
Warnung - (w/h) nur gültig von 0,1 bis 2,0
Warnung - Leiterbahndicke t ist ungültig!
Warnung - Substrathöhe h ist ungültig!
Warnung - Leiterbahnbreite w ist ungültig!
Warnung - Leiterbahnabstand s ist ungültig!
Warnung - Dielektrizitätskonstante εr ist ungültig!
Warnung - Ungültige Werte!
DIFFERENZIELLE IMPEDANZ (Zd)
Ω
LEITERBAHNDICKE (t)
HÖHE (h)
LEITERBAHNABSTAND (s)
DIELEKTRIZITÄTSKONSTANTE (εr)
LEITERBAHNBREITE (w)
Warnung - (w/h) nur gültig von 0,1 bis 2,0
Warnung - Leiterbahndicke t ist ungültig!
Warnung - Impedanz Zd ist ungültig!
Warnung - Substrathöhe h ist ungültig!
Warnung - Leiterbahnabstand s ist ungültig!
Warnung - Dielektrizitätskonstante εr ist ungültig!
Warnung - Ungültige Werte!
LEITERBAHNDICKE (t)
HÖHE (h)
LEITERBAHNBREITE (w)
DIELEKTRIZITÄTSKONSTANTE (εr)
IMPEDANZ (Zo)
Ω
Warnung - (t/h) nur gültig bis 0,25
Warnung - (w/h) nur gültig von 0,1 bis 2,0
Warnung - Leiterbahndicke t ist ungültig!
Warnung - Substrathöhe h ist ungültig!
Warnung - Leiterbahnbreite w ist ungültig!
Warnung - Dielektrizitätskonstante εr ist ungültig!
Warnung - Ungültige Werte!
LEITERBAHNDICKE (t)
HÖHE ÜBER DER LEITERBAHN (ha)
HÖHE UNTER DER LEITERBAHN (hb)
LEITERBAHNBREITE (w)
DIELEKTRIZITÄTSKONSTANTE (εr)
IMPEDANZ (Zo)
Ω
Warnung - (t/ha) nur gültig bis 0,25
Warnung - (t/hb) nur gültig bis 0,25
Warnung - (w/ha) nur gültig von 0,1 bis 2,0
Warnung - (w/hb) nur gültig von 0,1 bis 2,0
Warnung - Leiterbahndicke t ist ungültig!
Warnung - Höhe über der Leiterbahn ha ist ungültig!
Warnung - Höhe unter der Leiterbahn hb ist ungültig!
Warnung - Leiterbahnbreite w ist ungültig!
Warnung - Dielektrizitätskonstante εr ist ungültig!
Warnung - Ungültige Werte!
LEITERBAHNDICKE (t)
HÖHE ZUR EBENE (hp)
HÖHE ZWISCHEN DEN LEITERBAHNEN (ht)
LEITERBAHNBREITE (w)
DIELEKTRIZITÄTSKONSTANTE (εr)
IMPEDANZ (Zo)
Ω
Warnung - (t/hp) nur gültig bis 0,25
Warnung - (w/hp) nur gültig von 0,1 bis 2,0
Warnung - Leiterbahndicke t ist ungültig!
Warnung - Höhe zur Ebene hp ist ungültig!
Warnung - Höhe zwischen den Leiterbahnen ht ist ungültig!
Warnung - Leiterbahnbreite w ist ungültig!
Warnung - Dielektrizitätskonstante εr ist ungültig!
Warnung - Ungültige Werte!
LEITERBAHNDICKE (t)
HÖHE (h)
LEITERBAHNBREITE (w)
LEITERBAHNABSTAND (s)
DIELEKTRIZITÄTSKONSTANTE (εr)
IMPEDANZ (Zd)
Ω
Warnung - (w/h) nur gültig von 0,1 bis 2,0
Warnung - Leiterbahndicke t ist ungültig!
Warnung - Substrathöhe h ist ungültig!
Warnung - Leiterbahnbreite w ist ungültig!
Warnung - Dielektrizitätskonstante εr ist ungültig!
Warnung - Ungültige Werte!
Streifenleitung vs. Mikrostreifen
Streifenleitungen (Striplines) und Mikrostreifen (Microstrips) werden als Übertragungsleitungen in Platinen verwendet. Sie werden zur Übertragung von Gleichstrom-, Niederfrequenz- und Hochfrequenzsignalen verwendet. Während Mikrostreifen nur auf einer Seite abgeschirmt sind, befinden sich Streifenleitungen zwischen Referenzebenen. Die Impedanz der Leiterbahnen muss sorgfältig berücksichtigt werden. Dieser Kalkulator für Leiterbahnimpedanzen gemäß IPC 2141 kann Eingaben vereinfachen und einen Referenzpunkt für die Verbesserung Ihres Schaltkreises und Ihres Layouts bieten.
Gängige Varianten von Streifenleitungen sind: Symmetrische Streifenleitungen (das Signal wird zwischen Ebenen mit gleichmäßigem Abstand geführt), kantengekoppelte Streifenleitungen (die kurzen Seiten zweier Leiterbahnen sind elektrisch gekoppelt), asymmetrische Streifenleitungen (das Signal wird zwischen Eben mit ungleichem Abstand geführt) und breitseitig gekoppelte Streifenleitungen (die breiten Teile zweier Leitungen werden gekoppelt, indem sie vertikal übereinander gestapelt werden).
Mikrostreifen ähneln den Streifenleitungsvarianten mit der Ausnahme, dass es nur eine einzige Referenzebene gibt.
Beim Vergleich von Mikrostreifen und Streifenleitungen stellt man fest, dass Mikrostreifen eine geringere Ausbreitungskonstante haben, wodurch sich die Wellen schneller bewegen können. Der Nachteil sind die höheren Abstrahlungsverluste im Vergleich zu Streifenleitungen. Streifenleitungen können dünner sein und bieten eine bessere Abschirmung.
Mikrostreifen sind einfacher (und kostengünstiger) herzustellen. Streifenleitungen bieten mehr Isolierung zwischen angrenzenden Leiterbahnen. Die Struktur der Streifenleitungen ermöglicht eine bessere Isolierung zwischen den Ebenen.
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