미분 임피던스 계산기

차동 임피던스 계산은 고속 PCB 트레이스 설계, 특히 차동 신호 애플리케이션에서 필수적입니다. 정확한 임피던스 정합은 신호 무결성을 보장하고 전자기 간섭을 줄입니다.

배경

정밀한 임피던스 제어의 필요성은 현대 전자 회로의 속도와 주파수가 증가함에 따라 커졌습니다. 쌍으로 된 트레이스를 사용하는 차동 신호는 PCB에서 신호 무결성을 유지하기 위해 이러한 임피던스 계산의 이점을 얻습니다.

계산 공식

결합된 마이크로스트립 라인의 차동 임피던스(Zdiff)를 계산하는 공식은 단일 종단 라인의 특성 임피던스와 트레이스 간의 상호 작용으로부터 유도됩니다.

\[ Z0 = \frac{87}{\sqrt{\varepsilon_r + 1.41}} \ln \left( \frac{5.98H}{0.8W + S} \right) \]

\[ Zdiff = 2Z0 \]

여기서:

• \( W \)는 트레이스 너비입니다.
• \( S \)는 트레이스 간격입니다.
• \( H \)는 기준면으로부터의 트레이스 높이입니다.
• \( \varepsilon_r \)는 재료의 유전율입니다.

계산 예

트레이스 너비(W)가 0.5mm, 트레이스 간격(S)이 0.2mm, 트레이스 높이(H)가 1.6mm이고 유전율(\( \varepsilon_r \))이 4.5인 경우 계산은 다음과 같습니다.

\[ Z0 = \frac{87}{\sqrt{4.5 + 1.41}} \ln \left( \frac{5.98 \times 1.6}{0.8 \times 0.5 + 0.2} \right) \approx 55 \text{ ohms} \]

\[ Zdiff = 2 \times 55 \approx 110 \text{ ohms} \]

중요성 및 사용 사례

적절한 차동 임피던스를 보장하는 것은 임피던스 불일치로 인해 신호 반사, 누화 및 데이터 오류가 발생할 수 있는 고속 디지털 및 RF 회로에 중요합니다. 이는 USB, 이더넷, HDMI 및 기타 고속 인터페이스와 같은 애플리케이션에서 특히 중요합니다.

자주 묻는 질문

1. 차동 임피던스란 무엇입니까?

   • 차동 임피던스는 고속 디지털 통신에 중요한 차동 신호를 전달하는 두 개의 결합된 전송 라인의 임피던스입니다.

2. PCB 설계에서 임피던스 제어가 중요한 이유는 무엇입니까?

   • 임피던스 제어는 신호 무결성을 보장하고 전자기 간섭을 줄이며 신호 반사를 방지하여 고속 및 고주파 회로에 필수적입니다.

3. PCB 설계에서 임피던스 정합을 어떻게 개선할 수 있습니까?

   • 트레이스 치수와 간격을 조정하고 적절한 유전율을 가진 적절한 PCB 재료를 선택하여 임피던스 정합을 개선할 수 있습니다.

이 계산기는 차동 임피던스 결정 프로세스를 단순화하여 PCB 설계자가 안정적인 고속 신호 전송을 위해 레이아웃을 최적화하는 데 도움을 줍니다.