Calculateur d'impédance différentielle de paire
Ce calculateur donne l'impédance différentielle Zdiff d'une paire couplée par les bords, en microruban ou stripline. Il calcule d'abord le Z0 simple à partir de la géométrie réelle (largeur, espacement, épaisseur de cuivre, hauteur diélectrique, er), puis applique la correction de couplage. Visez 90, 100 ou 85 ohms.
Coupe transversale (hors échelle)
108.8 Ω
Z0 = 66.6 Ω · cible 100 Ω (Ethernet / LVDS / PCIe)
Estimation au premier ordre IPC-2141, environ plus ou moins 10 pour cent. Validez avec le stack-up du fabricant ou un solveur de champ 2D ; rugosité du cuivre, vernis et tissage de verre décalent le résultat.
FAQ
- Comment le calculateur obtient-il Zdiff à partir de la géométrie ?
- En deux étapes. Étape 1 : le Z0 simple d'une piste vient de IPC-2141, à partir de la largeur w, l'épaisseur de cuivre t, la hauteur diélectrique h (ou la distance entre plans b en stripline) et la constante diélectrique er. Étape 2 : on applique la correction de couplage par les bords, Zdiff = 2 x Z0 x (1 - k x exp(-a x s / h)), où s est l'espacement bord à bord. Vous n'avez pas à fournir Z0 vous-même.
- Pourquoi l'espacement s fait-il autant baisser Zdiff ?
- L'espacement bord à bord s est le levier du couplage. Plus s est petit, plus les deux pistes se couplent et plus Zdiff baisse. Quand s grandit, le terme exp(-a x s / h) tend vers zéro, le couplage disparaît et Zdiff tend vers 2 x Z0 (deux pistes indépendantes). C'est pourquoi rapprocher la paire est le premier réglage quand votre Zdiff est trop haut, et l'écarter quand il est trop bas.
- Quelle est la précision de ce calcul ?
- C'est une estimation IPC-2141 à environ +/-10 pour cent. Les formules en forme close ne modélisent pas la gravure trapézoïdale, la rugosité du cuivre, le verre tissé ni la variation réelle de er avec la fréquence. Pour une paire critique (USB 3, PCIe, MIPI, Ethernet), confirmez toujours avec le stackup de votre fabricant ou un solveur de champ 2D avant de figer la géométrie.
- Quelles cibles pour 90, 100 et 85 ohms ?
- 90 ohms différentiel : USB 2.0 et USB 3.x (lignes SuperSpeed). 100 ohms différentiel : Ethernet, LVDS, PCI Express, la majorité des paires génériques. 85 ohms différentiel : SATA et certaines paires PCIe selon les règles du fabricant. Réglez w et s jusqu'à ce que Zdiff tombe sur la cible, puis verrouillez la géométrie dans les contraintes de routage.
- Microruban ou stripline : quelle topologie choisir ?
- Le microruban couplé par les bords place la paire en surface au-dessus d'un seul plan : plus simple, pertes moindres, mais plus exposé au bruit et aux variations de gravure. La stripline noie la paire entre deux plans : meilleur blindage et diaphonie réduite, idéal en haute vitesse, au prix de vias supplémentaires et de pertes diélectriques plus élevées. Le calculateur traite les deux via le sélecteur de topologie.
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