Rechner für kontrollierte Impedanz im Leiterplattenaufbau

Über diesen Rechner

Eine Mikrostreifenleitung — eine Kupferleiterbahn über einer durchgehenden Masseebene, getrennt durch eine dielektrische Schicht der Höhe H und der relativen Permittivität Er — verhält sich wie eine Übertragungsleitung, deren Wellenwiderstand von der Leiterbahnbreite W, der Kupferdicke T und den dielektrischen Eigenschaften des Leiterplattenmaterials abhängt. Die Näherung nach IPC-2141 liefert die effektive Dielektrizitätskonstante und Z0 ≈ (87/√(Er+1.41))·ln(5.98H/(0.8W+T)) sowie eine aus der effektiven Permittivität abgeleitete Laufzeitverzögerung.

Das Anpassen dieser Impedanz an einen Zielwert — typischerweise 50 Ω unsymmetrisch oder 90–100 Ω differentiell — verhindert Signalreflexionen, die Datenfehler, EMV-Störungen und das Schließen des Augendiagramms bei Hochgeschwindigkeitsschnittstellen verursachen. Leiterplattenentwickler und Hardware-Ingenieure nutzen diesen Rechner früh in der Planung des Lagenaufbaus für USB, HDMI, Ethernet und andere Signale mit kontrollierter Impedanz und geben die resultierenden Breiten- und Höhenziele dann an den Fertiger weiter, um sie an dessen Prozessfähigkeit zu bestätigen.