Duda sobre cálculo de impedancia de 50 ohmios

Estoy desarrollando una placa FR-4 de 4 capas que contiene un receptor GNSS (L1 + L2). Las pistas de RF deben tener una impedancia de 50 ohmios. La placa contiene dos capas internas de GND y un plano de tierra alrededor de la pista de RF:

pista de radiofrecuencia

Para decidir el grosor de la pista de RF, utilicé una calculadora en línea: https://www.changpuak.ch/electronics/Coplanar_Waveguide_Calculator.php Cálculo de espesores en el sitio 1

Consideré "Grosor del sustrato H [mm]" como la distancia entre la capa superior (que contiene la pista) y la capa interna más cercana (GND), es decir, el preimpregnado.

Consideré que la constante dieléctrica era 4.300.

Pero en este otro sitio, el resultado es un poco diferente: https://spok.ca/index.php/resources/tools/99-cpwcalc

Cálculo de espesores en el sitio 2

En otros sitios, el cálculo es incluso diferente. Algunos tienen en cuenta varios otros aspectos.

Mi pregunta es, calculé correctamente? ¿Debo usar 0,402 mm o 0,384 mm de espesor? Mi configuración de capas (proporcionada por el fabricante de mis PCB):

Configuración de capas proporcionada por mi fabricante

muchas gracias

Usé anchos de trazo que dan como resultado 50 ohmios. En cada sitio, el ancho de la traza que resulta de aproximadamente 50 ohmios es diferente. Si usa el mismo ancho en diferentes sitios, la impedancia resultante será diferente. Si observa, la impedancia en ambos sitios es de aproximadamente 50 ohmios. Pero el ancho de trazo que resulta de esto es diferente. No entiendo cuál de los anchos de trazo realmente genera 50 ohmios.

¿Por qué está utilizando diferentes anchos de trazo en su comparación?
Esas calculadoras difieren en 18 micrones, lo cual es insignificante en comparación con las tolerancias de fabricación.
FR4 es un grado de material, no un material específico en sí mismo. Por lo tanto, las cosas que compre de diferentes fabricantes tendrán diferentes formulaciones y, por lo tanto, diferentes ε, por lo que una aproximación es lo mejor que puede hacer si solo está usando FR4. Si tiene una aplicación exigente que necesita impedancias exactas, debe obtener un material de PCB de alta frecuencia específico, como Rogers 4003C o algo así.

Respuestas (1)

No hay mucha diferencia (un par por ciento entre los dos resultados) cuando se especifican los mismos anchos de trazo. 49,9 frente a 48,7 ohmios. La precisión se da como ~10% en la primera calculadora y sin especificar en la otra.

Diferentes calculadoras pueden usar diferentes fórmulas, con diferente precisión y diferentes rangos de aplicabilidad. Algunos usan las fórmulas del estándar IPC-2141A y otros usan las ecuaciones de Wheeler (aparentemente mucho más precisas) del Manual de diseño de líneas de transmisión de Wadell .

Como hay un amplio rango en er para FR-4 (y tolerancia de fabricación en los anchos de traza), no tiene mucho sentido calcular las cosas con gran precisión cuando se utiliza un sustrato de baja calidad.

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