¿Cómo lograr una impedancia de 100 ohmios para el par diferencial HDMI en FR4?

Tengo una PCB FR4 de 6 capas y quiero lograr una impedancia de 100 ohmios en pares diferenciales HDMI. Solo estoy usando la capa superior e inferior para pares diferenciales, y los siguientes son mis parámetros: Ancho de trazo = 3.75 mils Espacio de trazo: 12 mil Grosor de trazo: 1.4 mil Constante dieléctrica Er: 3.8-4.2 (tomado del fabricante de PCB) No estoy seguro de qué el espesor dieléctrico sería. Mi PCB tiene un grosor de 62 mil, pero no estoy seguro de si eso se considera grosor dieléctrico o no.

He probado diferentes calculadoras en línea y ninguna de ellas está cerca de los 100 ohmios de impedancia diferencial.

Realmente agradecería sus sugerencias! Gracias

Respuestas (2)

Con los parámetros de pista y espacio que tiene, no obtendrá una impedancia diferencial de 100 ohmios con ningún grosor de núcleo / preimpregnado estándar (si es que lo hay).

Deberá hacer que la brecha sea mucho menor y ampliar un poco las huellas. No uso menos de 4 mil anchos de pista debido al hecho de que un problema menor de grabado puede introducir errores que son un gran porcentaje del ancho de la pista.

Algunos números que funcionan:

Ancho de pista 4 mil, separación de pista 4 mil, profundidad al plano 6 mil en 1 oz de cobre lo acerca bastante según el kit de herramientas de PCB de Saturno.

Todos estos son valores bastante estándar para el diseño de PCB.

Notas sobre el acoplamiento.

Los pares estrechamente acoplados (dentro de un par) son bastante comunes y esto tiene la ventaja de tener una impedancia de extremo único un poco más alta por pista dentro de un par diferencial que a menudo es más fácil de implementar. Los pares diferenciales de 100 ohmios que están estrechamente acoplados tienen una impedancia típica de un solo extremo de alrededor de 65 ohmios.

Los pares débilmente acoplados tienen una impedancia de un solo extremo de la mitad de la impedancia diferencial.

Este acoplamiento no es lo mismo que el acoplamiento de par a par (donde se requiere un espacio decente).

Hay muchos valores que funcionarían, y mucho depende de las especificaciones del material del núcleo/preimpregnado utilizado por los proveedores, ya que las constantes dieléctricas para el preimpregnado (en particular) varían mucho según el fabricante. Si le pregunto a 3 proveedores de PCB por geometrías sugeridas, generalmente obtendré 3 respuestas diferentes.

Si reduzco la separación de las pistas a 4 mil, ¿eso no causaría problemas de acoplamiento? ¿No existe una regla para que las señales de alta velocidad tengan una separación de más de 2x que el ancho de vía?
@Sam no está acoplando un problema para las señales independientes . Aquí tienes un par diferencial; eso no es un par de señales independientes.
¡Pido disculpas! Esta es la primera vez que diseño una PCB con pares diferenciales, por lo que no conozco todas estas reglas. Entonces, ¿debería ser bueno con un ancho de 4 mil y un espacio de 4 mil?
Respuesta actualizada con notas sobre el acoplamiento.
¿Qué es un 'tú'? Es recomendable utilizar unidades comunes, preferiblemente SI.
Utilizo el término mil (miles de pulgada) en lugar del americanismo 'mils', ya que puede confundirse con milímetros. Ningún término es SI

Te estás perdiendo el parámetro más importante aquí, que es el espesor del dieléctrico entre la capa 1 y 2 y entre las capas 5 y 6.

El único que puede ayudarte es el fabricante de PCB, quien te dará estos valores en función del material que tenga en stock. La alternativa es que usted especifique los espesores, pero lo más probable es que le cueste mucho más y le lleve mucho más tiempo, si el fabricante no tiene el material en stock.

Una vez que tenga estos valores, puede calcular los anchos de cara con herramientas gratuitas como el kit de herramientas de PCB de Saturn .

Obtendré el espesor dieléctrico y lo calcularé nuevamente. Gracias
El fabricante de PCB me dio un grosor de 3,5 mil entre las capas 1 y 2, y también de 3,5 mil entre las capas 5 y 6. Entonces, en Saturn, ¿agrego 3,5 como altura del conductor o agrego 7?
agrega 3.5, ya que está mirando un par de capas en ese momento. Como el tablero es simétrico, el ancho de vía y el espacio serán los mismos tanto para la parte superior como para la inferior del tablero.
Basado en eso, mi ancho de trazo inicial de 3.75mil con un espaciado de 12mil da una impedancia diferencial de 92ohm.
Me gustaría agregar ... mis rastros de pares diferenciales van de arriba a abajo y luego de abajo a la capa superior por señal. ¿Incluso entonces sería 3.5mil?
no hace ninguna diferencia. la impedancia de las trazas está relacionada con su plano de referencia. No confundas impedancia con resistencia. La impedancia de la pista no cambia, independientemente de la longitud de la pista. Tenga en cuenta que cuantas menos vías coloque a lo largo de una línea de transmisión, mejor.
¿Cómo lograr una impedancia de 100 ohmios para el par diferencial HDMI en FR4?
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