Kalkulačka impedance
Mikropásek / Stripline / Diferenciální pár
Vypočítejte charakteristickou impedanci pro vysokorychlostní spoje DPS pomocí naší bezplatné online kalkulačky impedance. Podpora konfigurací mikropásek, stripline a diferenciálních párů pro USB, HDMI, PCIe, DDR a další vysokorychlostní rozhraní.
Impedance mikropásku
Vypočítejte impedanci mikropásku pomocí rovnic Hammerstad-Jensen. Ideální pro trasování povrchových vrstev, kde spoje běží nad zemnící rovinou s řízenou výškou dielektrika.
Impedance stripline
Vypočítejte impedanci stripline pro spoje umístěné mezi dvěma zemnícími rovinami. Poskytuje lepší stínění EMI a stabilní impedanci pro citlivé vysokorychlostní signály.
Diferenciální páry
Vypočítejte impedanci diferenciálního páru pro USB, HDMI, LVDS a další vysokorychlostní rozhraní. Navrhujte diferenciální impedance 90Ω, 100Ω nebo vlastní s hranovou nebo plošnou vazbou.
Parametry impedance
MOD: IMP_CAL_V1Kontrola impedance
Proč je řízení impedance důležité
Integrita signálu
Nesoulady impedance způsobují odrazy signálu, které zhoršují oční diagramy a zvyšují bitovou chybovost. Správné řízení impedance zajišťuje čistý přenos signálu pro vysokorychlostní digitální rozhraní.
Shoda EMC
Řízená charakteristická impedance snižuje elektromagnetické vyzařování a zlepšuje odolnost. Nezbytné pro shodu s FCC, CE a dalšími regulatorními požadavky.
Podpora vysokorychlostních rozhraní
USB 2.0/3.0 (90Ω), HDMI (100Ω), PCIe (85Ω), DDR4 (40-60Ω) – všechny vyžadují přesné přizpůsobení impedance. Naše kalkulačka podporuje všechny běžné standardy rozhraní.
Optimalizace stacku vrstev
Použijte naši kalkulačku impedance k optimalizaci stacku vrstev DPS před výrobou. Upravte šířku spoje, tloušťku dielektrika nebo tloušťku mědi pro dosažení cílové impedance.
Režim návrhu
Zadejte cílovou impedanci (50Ω, 100Ω atd.) a automaticky vypočítejte požadovanou šířku spoje pro parametry vašeho stacku.
Více dielektrických materiálů
Podpora FR-4, Rogers, Isola, Megtron a vlastních dielektrických konstant. Přesný výpočet impedance pro standardní i vysokofrekvenční materiály.
Technický průvodce kalkulačkou impedance
Charakteristická impedance (Z₀) je poměr napětí k proudu pro elektromagnetickou vlnu šířící se vedením. Pro spoje DPS tato impedance závisí na geometrii spoje, vlastnostech dielektrika a vztahu k referenčním rovinám.
Naše kalkulačka impedance mikropásku používá rovnice Hammerstad-Jensen, které jsou přesné v rozmezí ±2% pro typické geometrie DPS. Pro impedanci stripline používáme vzorce IPC-2141 optimalizované pro symetrické konfigurace stripline.
Impedance diferenciálního páru závisí jak na nesymetrické impedanci každého spoje, tak na vazbě mezi spoji. Silnější vazba (menší rozteč) zvyšuje koeficient vazby a obvykle snižuje diferenciální impedanci. Naše kalkulačka zvládá jak hranové, tak plošné konfigurace vazby.
Pro výrobní DPS vždy specifikujte řízení impedance vašemu výrobci a očekávejte toleranci ±10% pro standardní procesy. Kritické aplikace mohou vyžadovat testovací kupony a TDR (reflektometrie v časové oblasti) verifikaci pro zajištění přesnosti impedance.
Typické cílové impedance
Související nástroje
FAQ k řízení impedance
Co je charakteristická impedance a proč je důležitá?
Charakteristická impedance (Z₀) je poměr napětí k proudu pro vlnu šířící se vedením. Pro vysokorychlostní signály nesoulady impedance způsobují odrazy, které zhoršují integritu signálu. Standardní impedance jsou 50Ω pro nesymetrické a 100Ω pro diferenciální signály ve většině aplikací.
Kdy použít mikropásek vs stripline?
Mikropásek (povrchový spoj nad zemnící rovinou) se snadněji vyrábí a je preferován pro většinu vysokorychlostních signálů. Stripline (spoj mezi dvěma zemnícími rovinami) poskytuje lepší stínění a stabilní impedanci, ale je dražší. Použijte stripline pro citlivé signály vyžadující ochranu EMI nebo při trasování vnitřními vrstvami.
Jak přesné jsou tyto výpočty impedance?
Tyto vzorce (Hammerstad-Jensen pro mikropásek, IPC-2141 pro stripline) jsou přesné v rozmezí ±5% pro typické geometrie DPS. Pro výrobu vždy specifikujte řízení impedance výrobci a očekávejte toleranci ±10%. Kritické aplikace mohou vyžadovat testovací kupony a TDR verifikaci.
Jakou dielektrickou konstantu použít pro FR-4?
Standardní FR-4 má Er = 4,2-4,8, obvykle 4,5 při 1MHz. Pro vysokorychlostní návrhy (>1GHz) použijte frekvenčně závislé hodnoty z datového listu laminátu. Materiály s nízkými ztrátami jako Rogers (Er ≈ 3,5) nebo Megtron (Er ≈ 3,4) jsou preferovány pro vícegigabitové signály.
Jak navrhnout diferenciální páry pro 100Ω?
Začněte s nesymetrickými spoji ~50-55Ω, pak upravte rozteč pro 100Ω diferenciální. Těsnější vazba (menší rozteč) zvyšuje vazbu a snižuje diferenciální impedanci. Typické konfigurace: USB 3.0 (90Ω), HDMI (100Ω), PCIe (85Ω). Vždy ověřte se stackem výrobce.
Ovlivňuje tloušťka spoje impedanci?
Ano, silnější měď (větší hmotnost) mírně snižuje impedanci kvůli zvětšenému průřezu. Efekt je obvykle 1-3Ω pro standardní tloušťky mědi. Naše kalkulačka zohledňuje tloušťku mědi při výpočtech impedance.
Související články a návody
Microstrip vs Stripline vs CPW Guide
Compare microstrip, stripline, and coplanar waveguide for high-speed PCB design. Impedance calculations and use cases.
High-Speed Impedance: USB, HDMI, PCIe
Complete reference guide for high-speed interface impedance requirements. Covers USB 2.0/3.0, HDMI, PCIe Gen 1-5, DDR3/4/5, and more with practical design tips.
5 Free PCB Calculators for Engineers
Essential online calculators for PCB design: trace width, via current, impedance, and more. Boost your productivity with these free tools.
PCB Design Checklist: 25 Key Points
Never send a flawed PCB to manufacturing again. 25-point checklist covering trace widths to impedance matching.
Další kalkulačky pro DPS
Kalkulačka šířky spoje
Calculate PCB trace width for your current requirements using IPC-2221 standard. Free online tool for copper thickness, temperature rise, and voltage drop analysis.
Vyzkoušet kalkulačku →Kalkulačka proudu prokovů
Calculate via current carrying capacity based on IPC-2221 standard. Free tool for plated through-hole thermal analysis and via array design optimization.
Vyzkoušet kalkulačku →Související nástroje a zdroje
Kalkulačka šířky spoje
KalkulačkaCalculate PCB trace width for your current requirements using IPC-2221 standard. Free online tool for copper thickness, temperature rise, and voltage drop analysis.
Kalkulačka proudu prokovů
KalkulačkaCalculate via current carrying capacity based on IPC-2221 standard. Free tool for plated through-hole thermal analysis and via array design optimization.
Kalkulačka diferenciální impedance
KalkulačkaNavrhujte diferenciální páry pro USB, HDMI, PCIe a další vysokorychlostní rozhraní
Rogers Impedance Calculator
MateriálHigh-frequency RF calculations for Rogers materials
USB Trace Calculator
NormaUSB 2.0/3.0/4.0 differential pair design
HDMI Impedance Calculator
NormaHDMI 1.4/2.0/2.1 high-speed design
Dokončete analýzu návrhu DPS
Naše kalkulačka impedance je součástí kompletní sady nástrojů pro návrh DPS. Vypočítejte šířku spojů pro rozvod napájení nebo analyzujte proudovou kapacitu prokovů pro přechody mezi vrstvami.