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Herramienta de integridad de señal de PCB

Calculadora de pérdidas de líneas de transmisión

Calcular las pérdidas del conductor, las pérdidas dieléctricas y los efectos de la rugosidad superficial para estructuras de microcinta y de línea de transmisión.

Parámetros de línea

Introduzca la geometría de su línea de transmisión.

Geometría
mm
mm
mm
mm
Geometría
mm
mm
mm
mm
Propiedades materiales
Conductor y superficie
micras
Frecuencia
GHz.
GHz.

Componentes de pérdida

La pérdida total de la línea de transmisión se compone de:

  • Pérdida del conductor (αc): Debido a la conductividad finita y al efecto pelicular.
  • Pérdida dieléctrica (αd): Debido a las pérdidas por polarización en el sustrato
  • Pérdida por rugosidad: Pérdida adicional debida a la rugosidad de la superficie (modelo de Hammerstad-Jensen)

Resultados del análisis de pérdidas

A frecuencia de funcionamiento

Pérdida total
--dB
Atenuación total a lo largo de la longitud de la traza
Pérdida por unidad de longitud
--dB/mm
-- dB/pulgada
Pérdidas del conductor (αc)
--dB
Efecto cutáneo + resistencia a CC
Pérdida dieléctrica (αd)
--dB
Pérdida por polarización del sustrato
Pérdida por rugosidad
--dB
Corrección de Hammerstad-Jensen
Característica Impedancia
--Ω
Z₀ estimado
Profundidad de la piel
--micras
A frecuencia de funcionamiento
Efectivo εr
--
Constante dieléctrica efectiva

Distribución de pérdidas

Conductor
El dieléctrico
Aspereza
Conductor: --%
Dieléctrico: --%
Rugosidad: --%
Pérdida vs. Frecuencia
Frecuencia (GHz) Pérdida (dB)
Pérdida total
Conductor
El dieléctrico

Sección transversal de la microbanda

Plano terrestre Sustrato dieléctrico (εr) W H

Fórmulas para el cálculo de pérdidas

Pérdidas en el conductor (microcinta)

αc = Rs / (W × Z₀) [Np/m] Rs = √(π × f × μ₀ / σ)

Rs es la resistencia superficial, W es el ancho de la pista, Z₀ es la impedancia, f es la frecuencia, σ es la conductividad.

Pérdida dieléctrica

αd = 27.3 × (εr/√εeff) × (εeff-1)/(εr-1) × tan(δ) / λ₀

tan(δ) es la tangente de pérdidas, εeff es la permitividad efectiva y c es la velocidad de la luz.

Factor de rugosidad (Hammerstad-Jensen)

Ksr = 1 + (2/π)×arctan(1.4×(Δ/δ)²) α_rough = αc × Ksr

Δ es la rugosidad RMS (≈ Rz/4), δ es la profundidad de penetración. El factor varía de 1 a 2.

Profundidad de la piel

δ = 1 / √(π × f × μ₀ × σ) Cu @ 1GHz ≈ 2.1 µm Cu @ 10GHz ≈ 0.66 µm

La profundidad de penetración de la corriente en el conductor disminuye con √f.

Permitividad efectiva (microbanda)

εeff = (εr+1)/2 + (εr-1)/2 × 1/√(1 + 12×H/W)

Explica los campos marginales en el aire por encima de la microbanda

Pérdida total

α_total = αc×Ksr + αd [dB/longitud] Pérdida(dB) = α_total × L × 8.686

Convierta de Np/m a dB/m multiplicando por 8.686 (20/ln(10))