¿Consenso sobre los cálculos de impedancia de trazas de microstrip?

Estoy diseñando una PCB que tiene una señal de 2,4 GHz que estoy enrutando a un conector SMA. Estoy tratando de averiguar la geometría de la traza microstrip necesaria. Este es el primer PCB rf en el que he trabajado.

El problema es que si ingreso los valores en diferentes calculadoras en línea, ¡obtengo valores considerablemente diferentes! No sé a cuáles diseñar.

Estoy usando un PCB de 4 capas, 32 milésimas de pulgada de grosor, FR4. El plano de tierra está directamente debajo de la microcinta, con 5,6 mil de preimpregnado entre ellos. El grosor de la microcinta es de 1,35 mil (1 oz de cobre). Estoy asumiendo un dieléctrico de 4.2.

El rastro se ejecuta desde un filtro de paso de banda hasta el conector de la antena, y tiene solo 135 de largo.

Digamos que hago un trazo de 10 mil de ancho. Aquí están los resultados:

eeweb.com = 37,1 ohmios.

chemandy.com = 52,2 ohmios con un conjunto de fórmulas , o 46,85 ohmios con IPC-2121 .

Si uso las fórmulas de este libro de texto , obtengo 42,55 ohmios.

Esta es una difusión sorprendente. ¿Cuál es la mejor práctica aquí?

¡Gracias!

¿Puede obtener algún consejo del fabricante de PCB? ¿Está especificando una impedancia controlada con un cupón de prueba?
@SpehroPefhany Esa es una buena idea, los llamaré. Me dieron su acumulación estándar de 32 mil, que es para lo que estoy diseñando. ¿Tengo que especificar la impedancia controlada, aunque sea su acumulación estándar? Además, lo siento, no sé a qué te refieres con un "cupón de prueba".
Pondré esto en forma de respuesta para poder vincular algunas fotos.

Respuestas (3)

Ejecuté el cálculo por ti en Cadence SigXplorer (mi herramienta favorita para esto y mucho más):

parámetros 50R

Este es un trazo de 10,25 mil de ancho (lo siento, las unidades en la imagen están en métrico) para dar 50R bastante cerca.

Siempre use un solucionador de campo 2D para esto (como notó, las fórmulas no son suficientes).

Tenga en cuenta que la huella de SMA puede no ser un 50R suave sin un gran cuidado también. Para esto, a menudo puede obtener ayuda del fabricante del conector si le envía su acumulación (y se considera un cliente digno :-).

Descargo de responsabilidad: brindo capacitación en integridad de la señal a menudo utilizando herramientas proporcionadas amablemente por Cadence. Aparte de eso, no estoy afiliado. Otras herramientas pueden hacer lo mismo. El único gratuito que he probado se llama TNT.

Gracias por el análisis. Tengo el paquete Cadence básico, sin SigXplorer. Si empiezo a hacer muchos de estos, supongo que debería actualizar :)

Mi sugerencia es tomar la información de su fabricante de PCB como principal y las calculadoras en línea como una doble verificación.

Si especifica una impedancia controlada con una tolerancia, normalmente tendrá que pagar una prima, dependiendo de la tolerancia requerida. 10% o 5% son tolerancias comunes, aunque la mayoría de los fabricantes de gama alta dicen que pueden hacerlo mejor (con un costo que aumenta exponencialmente, sospecho).

Querrá poder verificar que el fabricante ha hecho lo que dice. Un método es con un cupón de prueba ubicado en un área no utilizada del panel de PCB (por lo que es esencialmente un segundo diseño de PCB incluido en el mismo panel con sus PCB).

Aquí hay un diseño de 8 capas de una nota de aplicación titulada Prueba de impedancia controlada por Martyn Gaudion :

ingrese la descripción de la imagen aquí

Y la sección transversal de la misma fuente:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Si el fabricante de PCB realiza la panelización, probablemente lo haga él mismo.

Por supuesto, otro método es medir directamente los rastros que le interesan, pero eso puede no ser fácil si los rastros están enterrados y no hay conectores disponibles para conectarlos. Puede agregar almohadillas que no se usan en las versiones de producción, pero que causarán reflejos.

¡Gracias! Nunca antes se me había ocurrido la idea de un cupón de prueba.
@Spehro El enlace ahora está roto, lamentablemente. ¿Podría proporcionar una actualización?
@pfabri, se adquirió la empresa Merix que proporcionó los datos, una PCB bastante grande que produce un derivado de Tektronix en Oregón con producción en China, y la empresa sucesora TTM no parece haber puesto los datos en línea, ni aparece el archivo. existir en otros lugares, como en el Wayback. Dejaré intacto el enlace muerto en caso de que la empresa sucesora lo ponga en línea.

La mejor práctica es especificar una impedancia controlada, pero eso cuesta dinero.

Para mis proyectos domésticos, uso la calculadora Wcalc , ya que es de código abierto y te dice de dónde sacó sus fórmulas. La mayoría de las calculadoras en línea no son tan transparentes en ese frente.

Como verificación cruzada, y para geometrías no convencionales, uso MDTLC , que es un solucionador de campo 2D. El sitio muestra algunas comparaciones con calculadoras comerciales.

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