เครื่องคำนวณอิมพีแดนซ์
Microstrip / Stripline / Differential Pair
คำนวณcharacteristic impedanceสำหรับลายวงจร PCB ความเร็วสูงโดยใช้เครื่องคำนวณอิมพีแดนซ์ออนไลน์ฟรีของเรา รองรับการกำหนดค่าmicrostrip, stripline และdifferential pairสำหรับ USB, HDMI, PCIe, DDR และอินเทอร์เฟซความเร็วสูงอื่นๆ
อิมพีแดนซ์ Microstrip
คำนวณอิมพีแดนซ์ microstripโดยใช้สมการ Hammerstad-Jensen เหมาะสำหรับการเดินสายชั้นพื้นผิวที่ลายวงจรวิ่งเหนือระนาบกราวด์ที่มีความสูงไดอิเล็กทริกควบคุม
อิมพีแดนซ์ Stripline
คำนวณอิมพีแดนซ์ striplineสำหรับลายวงจรที่อยู่ระหว่างระนาบกราวด์สองชั้น ให้การป้องกัน EMI ที่ดีกว่าและอิมพีแดนซ์ที่สม่ำเสมอสำหรับสัญญาณความเร็วสูงที่ไว
Differential Pairs
คำนวณอิมพีแดนซ์ differential pairสำหรับ USB, HDMI, LVDS และอินเทอร์เฟซความเร็วสูงอื่นๆ ออกแบบอิมพีแดนซ์ differential 90Ω, 100Ω หรือกำหนดเองด้วยการเชื่อมต่อ edge หรือ broadside
พารามิเตอร์อิมพีแดนซ์
MOD: IMP_CAL_V1ตรวจสอบอิมพีแดนซ์
ทำไมการควบคุมอิมพีแดนซ์จึงสำคัญ
Signal Integrity
การไม่ตรงกันของอิมพีแดนซ์ทำให้เกิดการสะท้อนสัญญาณที่ทำลาย eye diagrams และเพิ่มอัตราข้อผิดพลาดบิต การควบคุมอิมพีแดนซ์ที่เหมาะสมช่วยให้มั่นใจในการส่งสัญญาณที่สะอาดสำหรับอินเทอร์เฟซดิจิทัลความเร็วสูง
ความสอดคล้อง EMI/EMC
Characteristic impedanceที่ควบคุมลดการแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและปรับปรุง immunity จำเป็นสำหรับการตรงตามข้อกำหนด FCC, CE และกฎระเบียบอื่นๆ
การรองรับอินเทอร์เฟซความเร็วสูง
USB 2.0/3.0 (90Ω), HDMI (100Ω), PCIe (85Ω), DDR4 (40-60Ω) ทั้งหมดต้องการการจับคู่อิมพีแดนซ์ที่แม่นยำ เครื่องคำนวณของเรารองรับมาตรฐานอินเทอร์เฟซทั่วไปทั้งหมด
การเพิ่มประสิทธิภาพ Stackup
ใช้เครื่องคำนวณอิมพีแดนซ์ของเราเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ stackup PCB ของคุณก่อนการผลิต ปรับความกว้างลายวงจร ความหนาไดอิเล็กทริก หรือน้ำหนักทองแดงเพื่อให้ได้อิมพีแดนซ์เป้าหมาย
โหมดออกแบบ
ระบุอิมพีแดนซ์เป้าหมาย (50Ω, 100Ω ฯลฯ) และคำนวณความกว้างลายวงจรที่ต้องการสำหรับพารามิเตอร์ stackup ของคุณโดยอัตโนมัติ
วัสดุไดอิเล็กทริกหลายชนิด
รองรับ FR-4, Rogers, Isola, Megtron และค่าคงที่ไดอิเล็กทริกที่กำหนดเอง การคำนวณอิมพีแดนซ์ที่แม่นยำสำหรับวัสดุมาตรฐานและความถี่สูง
คู่มือทางเทคนิคเครื่องคำนวณอิมพีแดนซ์
Characteristic impedance (Z₀) คืออัตราส่วนของแรงดันต่อกระแสสำหรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แพร่กระจายตาม transmission line สำหรับลายวงจร PCB อิมพีแดนซ์นี้ขึ้นอยู่กับเรขาคณิตลายวงจร คุณสมบัติไดอิเล็กทริก และความสัมพันธ์กับระนาบอ้างอิง
เครื่องคำนวณอิมพีแดนซ์ microstripของเราใช้สมการ Hammerstad-Jensen ซึ่งแม่นยำภายใน ±2% สำหรับเรขาคณิต PCB ทั่วไป สำหรับอิมพีแดนซ์ stripline เราใช้สูตร IPC-2141 ที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับการกำหนดค่า symmetric stripline
อิมพีแดนซ์ differential pairขึ้นอยู่กับทั้งอิมพีแดนซ์ single-ended ของลายวงจรแต่ละเส้นและการเชื่อมต่อระหว่างลายวงจร การเชื่อมต่อที่แน่นกว่า (ระยะห่างน้อยกว่า) เพิ่มปัจจัยการเชื่อมต่อและโดยทั่วไปลดอิมพีแดนซ์ differential เครื่องคำนวณของเราจัดการทั้งการกำหนดค่า edge-coupled และ broadside-coupled
สำหรับ PCB การผลิต ระบุการควบคุมอิมพีแดนซ์กับผู้ผลิตเสมอและคาดหวังความคลาดเคลื่อน ±10% สำหรับกระบวนการมาตรฐาน การใช้งานที่สำคัญอาจต้องใช้ test coupons และการตรวจสอบ TDR (Time Domain Reflectometry) เพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำของอิมพีแดนซ์
เป้าหมายอิมพีแดนซ์ทั่วไป
เครื่องมือที่เกี่ยวข้อง
คำถามที่พบบ่อยการควบคุมอิมพีแดนซ์
Characteristic impedance คืออะไรและทำไมจึงสำคัญ?
Characteristic impedance (Z₀) คืออัตราส่วนของแรงดันต่อกระแสสำหรับคลื่นที่เดินทางตาม transmission line สำหรับสัญญาณความเร็วสูง การไม่ตรงกันของอิมพีแดนซ์ทำให้เกิดการสะท้อนที่ทำลาย signal integrity อิมพีแดนซ์มาตรฐานคือ 50Ω สำหรับ single-ended และ 100Ω สำหรับ differential signals ในการใช้งานส่วนใหญ่
เมื่อไหร่ควรใช้ microstrip vs stripline?
Microstrip (ลายวงจรพื้นผิวเหนือระนาบกราวด์) ผลิตง่ายกว่าและเป็นที่ต้องการสำหรับสัญญาณความเร็วสูงส่วนใหญ่ Stripline (ลายวงจรระหว่างระนาบกราวด์สองชั้น) ให้การป้องกันที่ดีกว่าและอิมพีแดนซ์ที่สม่ำเสมอแต่แพงกว่า ใช้ stripline สำหรับสัญญาณที่ไวที่ต้องการการป้องกัน EMI หรือเมื่อเดินสายผ่านชั้นภายใน
การคำนวณอิมพีแดนซ์เหล่านี้แม่นยำแค่ไหน?
สูตรเหล่านี้ (Hammerstad-Jensen สำหรับ microstrip, IPC-2141 สำหรับ stripline) แม่นยำภายใน ±5% สำหรับเรขาคณิต PCB ทั่วไป สำหรับการผลิต ระบุการควบคุมอิมพีแดนซ์กับ fab house เสมอและคาดหวังความคลาดเคลื่อน ±10% การใช้งานที่สำคัญอาจต้องใช้ test coupons และการตรวจสอบ TDR
ควรใช้ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกเท่าไรสำหรับ FR-4?
FR-4 มาตรฐานมี Er = 4.2-4.8, โดยทั่วไป 4.5 ที่ 1MHz สำหรับการออกแบบความเร็วสูง (>1GHz) ให้ใช้ค่าที่ขึ้นกับความถี่จากดาตาชีตลามิเนตของคุณ วัสดุ low-loss เช่น Rogers (Er ≈ 3.5) หรือ Megtron (Er ≈ 3.4) เป็นที่ต้องการสำหรับสัญญาณหลายกิกะบิต
จะออกแบบ differential pairs สำหรับอิมพีแดนซ์ 100Ω อย่างไร?
เริ่มต้นด้วยลายวงจร single-ended ที่ ~50-55Ω แล้วปรับระยะห่างสำหรับ differential 100Ω การเชื่อมต่อที่แน่นกว่า (ระยะห่างน้อยกว่า) เพิ่มการเชื่อมต่อและลดอิมพีแดนซ์ differential การกำหนดค่าทั่วไป: USB 3.0 (90Ω), HDMI (100Ω), PCIe (85Ω) ตรวจสอบกับ stackup ของ fab เสมอ
ความหนาลายวงจรมีผลต่ออิมพีแดนซ์หรือไม่?
ใช่ ทองแดงที่หนากว่า (น้ำหนัก oz สูงกว่า) ลดอิมพีแดนซ์เล็กน้อยเนื่องจากพื้นที่ภาคตัดที่เพิ่มขึ้น ผลกระทบโดยทั่วไปคือ 1-3Ω สำหรับน้ำหนักทองแดงมาตรฐาน เครื่องคำนวณของเราคำนึงถึงความหนาทองแดงในการคำนวณอิมพีแดนซ์
บทความและคู่มือที่เกี่ยวข้อง
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.
เครื่องคำนวณ PCB อื่นๆ
เครื่องคำนวณความกว้างลายวงจร
Calculate PCB trace width for your current requirements using IPC-2221 standard. Free online tool for copper thickness, temperature rise, and voltage drop analysis.
ลองเครื่องคำนวณ →เครื่องคำนวณกระแสเวีย
Calculate via current carrying capacity based on IPC-2221 standard. Free tool for plated through-hole thermal analysis and via array design optimization.
ลองเครื่องคำนวณ →เครื่องมือและทรัพยากรที่เกี่ยวข้อง
เครื่องคำนวณความกว้างลายวงจร
เครื่องคำนวณCalculate PCB trace width for your current requirements using IPC-2221 standard. Free online tool for copper thickness, temperature rise, and voltage drop analysis.
เครื่องคำนวณกระแสเวีย
เครื่องคำนวณCalculate via current carrying capacity based on IPC-2221 standard. Free tool for plated through-hole thermal analysis and via array design optimization.
เครื่องคำนวณอิมพีแดนซ์ Differential
เครื่องคำนวณออกแบบ differential pairs สำหรับ USB, HDMI, PCIe และอินเทอร์เฟซความเร็วสูงอื่นๆ
Rogers Impedance Calculator
วัสดุHigh-frequency RF calculations for Rogers materials
USB Trace Calculator
มาตรฐานUSB 2.0/3.0/4.0 differential pair design
HDMI Impedance Calculator
มาตรฐานHDMI 1.4/2.0/2.1 high-speed design
ทำการวิเคราะห์การออกแบบ PCB ให้สมบูรณ์
เครื่องคำนวณอิมพีแดนซ์ของเราเป็นส่วนหนึ่งของชุดเครื่องมือออกแบบ PCB ที่ครอบคลุม คำนวณความกว้างลายวงจรสำหรับการจ่ายไฟหรือวิเคราะห์ความจุกระแสเวียสำหรับการเปลี่ยนชั้น