Qual é a diferença entre Microstrip e Stripline?

Microstrip é uma trilha de camada externa separada de um único plano de terra. Propaga mais rápido mas irradia mais EMI. Stripline é uma trilha de camada interna entre dois planos de terra, oferecendo melhor blindagem mas propagação mais lenta.

Como o efeito pelicular afeta meu projeto?

Em frequências acima de 1GHz, a corrente se concentra na superfície externa do condutor. Isso reduz a área de seção efetiva, aumentando a resistência e a atenuação do sinal. Usar cobre HVLP (liso) ajuda a mitigar isso.

Essas calculadoras são gratuitas?

Sim, todas as ferramentas do ImpedanceCalculator são completamente gratuitas para engenheiros, estudantes e profissionais. Não é necessário registro.

Calculadora de Impedância PCB Grátis Online

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Parâmetros

Impedância alvo

Largura da trilha (W)

mil

Altura do dielétrico (H)

mil

Espessura do cobre (T)

mil

Rugosidade Cu

Frequência (1 GHz)

Análise e verificação

Verificação DFM

L/E:4/4mil

Tol:±10%

Engenheiro IA

Demo

Saída de exemplo

Design meets IPC Class 2 requirements

Impedance within ±5% of 50Ω target

Trace width compatible with processes

Consider via stitching for transitions

DFM Avisos Dicas

Resultados

Impedância Característica

Modo Single-Ended

Z-se

56.6Ω

+13.1% vs Meta (50Ω)

DFM OK

Perda de Inserção

@ 1 GHz

0.208

dB/inch

Atraso

146.8 ps/in

Indutância

8.30 nH/in

Capacitância

2.60 pF/in

Folhas de Referência de Engenharia

Protocolos Comuns

USB 2.0

Tolerância ampla

90Ω Diff

±15%

USB 3.x

Correspondência de comprimento crítico

90Ω Diff

±10%

PCIe Gen3/4

Material de baixa perda req

85Ω Diff

±10%

DDR4 Data

Correspondência de comprimento por faixa de byte

40-50Ω SE

±5%

Ethernet

Acoplamento magnético

100Ω Diff

±15%

Guia de Seleção de Materiais

FR-4 Padrão (Tg 130-150)
Baixo custo. Bom para digital <1GHz. Tangente de perda alta (Df ~0.02).
FR-4 Alto Tg (Tg 170+)
Confiável para multicamadas (>6L). Isola 370HR.
Baixa Perda / Alta Velocidade
Necessário para 10Gbps+. Megtron 6, Rogers 4350B. Baixo Df (~0.002).

Limites de Fabricação (DFM)

Trilha/Espaço Mín (Std)4/4 mil

Trilha/Espaço Mín (Avan)3/3 mil

Perfuração Mín (Mecânica)8 mil (0.2mm)

Perfuração Laser Mín (HDI)3-4 mil

Relação de Aspecto (Via)8:1 (Std), 10:1 (Adv)

Dica Profissional: Mantenha sempre as trilhas pelo menos 2H (2x altura dielétrica) afastadas das bordas do plano para evitar descontinuidades de impedância.

Fundamentos de Engenharia

Fundamentos de Impedância para Design de PCB

Conhecimento essencial para engenheiros de integridade de sinal. Domine estes conceitos para projetar circuitos de alta velocidade confiáveis.

O que é Impedância Característica (Z₀)?

A impedância característica é a relação entre tensão e corrente para uma onda que viaja ao longo de uma linha de transmissão. Depende da geometria física da trilha (largura, espessura, altura acima do plano de terra) e da constante dielétrica (Dk) do material da PCB. Para uma linha sem perdas, Z₀ = √(L/C), onde L é a indutância por unidade de comprimento e C é a capacitância por unidade de comprimento.

50Ω

Sinais digitais single-ended, RF

75Ω

Vídeo, TV a cabo, radiodifusão

100Ω

Pares diferenciais (USB, HDMI, PCIe)

Fórmulas Principais de Impedância

Impedância Microstrip

Z₀ = (87/√(εᵣ+1.41)) × ln(5.98H/(0.8W+T))

Aproximação para trilhas de camada externa. Válido quando W/H > 0.1 e εᵣ < 16.

εᵣConstante dielétrica (Dk)

HAltura até o plano de terra

WLargura da trilha

TEspessura da trilha

Impedância Stripline

Z₀ = (60/√εᵣ) × ln(4H/(0.67π(0.8W+T)))

Para trilhas de camada interna entre dois planos de terra. Melhor blindagem EMI.

εᵣConstante dielétrica

HAltura dielétrica total

WLargura da trilha

TEspessura da trilha

Atraso de Propagação

tpd = 85 × √(0.475εᵣ + 0.67) ps/in

Tempo para o sinal percorrer uma polegada. Crítico para análise de temporização.

tpdAtraso de propagação

εᵣConstante dielétrica efetiva

Impedância Diferencial

Zdiff = 2 × Z₀ × (1 - k)

Para pares diferenciais. k é o coeficiente de acoplamento entre trilhas.

ZdiffImpedância diferencial

Z₀Impedância single-ended

kCoeficiente de acoplamento (0-1)

Profundidade de Pele

δ = √(ρ/(π×f×μ))

Profundidade na qual a densidade de corrente cai para 37%. Afeta as perdas de alta frequência.

δProfundidade de pele

ρResistividade (cobre: 1.68×10⁻⁸ Ω·m)

fFrequência (Hz)

Indutância de Via

L = 5.08h[ln(4h/d) + 1] nH

Fórmula de Johnson para indutância de via. Crítico para integridade de potência.

hAltura da via (polegadas)

dDiâmetro da via (polegadas)

LIndutância (nH)

Tabelas de Referência Rápida

Materiais PCB Comuns

Material	Dk	Df	Caso de Uso
FR-4 Padrão	4.2-4.5	0.02	Uso geral, <3Gbps
FR-4 High Tg	4.2-4.4	0.018	Sem chumbo, alta temp
Isola 370HR	4.04	0.021	Alta confiabilidade
Megtron 6	3.4	0.002	Alta velocidade, 25Gbps+
Rogers 4350B	3.48	0.0037	RF/Micro-ondas até 10GHz
Rogers 4003C	3.55	0.0027	RF de baixo custo

Alvos de Impedância Padrão

Interface	Z₀ (SE)	Zdiff	Notas
DDR4/DDR5	40Ω	80Ω	Tolerância ±10%
USB 2.0	45Ω	90Ω	±10%
USB 3.x/4	45Ω	85Ω	±10%
PCIe Gen3/4/5	50Ω	85Ω	±10%
HDMI 2.x	50Ω	100Ω	±10%
Ethernet 1G	50Ω	100Ω	±10%
SATA	50Ω	100Ω	±15%

Conversão de Peso de Cobre

Peso (oz)	Espessura (mil)	Espessura (μm)	Corrente (A/mm)
0.5 oz	0.7 mil	17.5 μm	~3A
1 oz	1.4 mil	35 μm	~6A
2 oz	2.8 mil	70 μm	~12A
3 oz	4.2 mil	105 μm	~18A

Profundidade de Pele vs Frequência

Frequência	Profundidade	Efeito
100 MHz	6.6 μm	Impacto mínimo
1 GHz	2.1 μm	Começa a afetar 0.5oz
5 GHz	0.93 μm	Perda significativa
10 GHz	0.66 μm	Usar cobre liso
25 GHz	0.42 μm	Crítico - HVLP necessário

Comparação Microstrip vs Stripline

Microstrip

Trilha de camada externa

Propagação mais rápida (≈6.4 in/ns para FR-4)
Mais fácil de sondar e depurar
Menor custo de fabricação
Maior radiação EMI
Mais suscetível a crosstalk

Stripline

Trilha de camada interna

Excelente blindagem EMI
Menor crosstalk entre trilhas
Impedância mais consistente
Propagação mais lenta (≈5.8 in/ns)
Mais difícil de acessar para testes

Dicas Profissionais para Controle de Impedância

Regra 3W

Manter espaçamento de trilhas ≥3× largura da trilha para minimizar crosstalk. Para sinais críticos, usar 5W.

Caminho de Retorno

Sempre garantir um plano de terra contínuo abaixo das trilhas de alta velocidade. Evitar divisões e ranhuras.

Correspondência de Comprimento

Para DDR, corresponder linhas de dados dentro de ±10mil. Usar roteamento serpenteante em trilhas mais curtas.

Tocos de Via

Perfuração traseira de vias para sinais >10Gbps. Os tocos causam reflexões na frequência λ/4.

Inteligência de Engenharia

Por que os Engenheiros Confiam no ImpedanceCalculator

Motores de física de alta fidelidade combinados com IA para resolver problemas de integridade de sinal em segundos.

Física de Precisão em Tempo Real

Solucionador compatível com IPC-2141 fornece feedback instantâneo sobre impedância, indutância e capacitância.

Feedback instantâneo
Compatível IPC-2141
Microstrip e Stripline

100 Ω

Real-time Calculation

NarrowWide

Análise Alimentada por IA

IA integrada analisa geometria para detectar riscos de fabricação e limitações físicas.

Detecta Armadilhas de Ácido
Avisa de Perdas Altas
Otimiza Stackup

AI Detection

Acid Trap Risk

AI Detection

Impedance OK

Perda Dependente da Frequência

Calcular perda de inserção em sua faixa de frequência alvo para integridade de sinal.

Perda Dielétrica (Df)
Perda por Efeito Pelicular
Modelagem de Rugosidade

Insertion Loss (dB/in)

1 GHz10 GHz20 GHz

10k+

Cálculos / Dia

99.9%

Precisão

500+

Materiais

IPC-2141

Conforme

Perguntas Frequentes

Por que 50Ω é a impedância padrão?

50Ω é um compromisso histórico entre alta capacidade de manuseio de potência (30Ω) e menor atenuação de sinal (77Ω) para cabos coaxiais. Tornou-se o padrão para RF e interfaces digitais de alta velocidade porque equilibra eficiência de transferência de potência com tolerâncias de fabricação práticas.

Qual é a diferença entre Dk (Constante Dielétrica) e Df (Tangente de Perda)?

Dk affects impedance and signal velocity - higher Dk means narrower traces for 50Ω and slower signals. Df determines dielectric loss at high frequencies. For signals above 5Gbps, choose materials with Df < 0.01 (like Megtron 6) instead of standard FR-4 (Df ≈ 0.02).

Como o 'Efeito Pelicular' impacta meu design?

At high frequencies (>1GHz), current flows mainly on the conductor surface. At 10GHz, skin depth is only 0.66μm in copper. This increases AC resistance and loss. Use smooth (HVLP) copper and consider wider traces for high-frequency designs.

Qual tolerância de impedância devo especificar?

Standard tolerance is ±10% for most digital signals. For critical RF applications, ±5% may be required but increases cost. Always consider that impedance varies with temperature (approximately +0.1%/°C for FR-4) and manufacturing process variations.

Como as vias afetam a integridade do sinal?

Vias add inductance (typically 0.5-1.5nH) and capacitance, causing impedance discontinuity. For high-speed signals: use smaller drill sizes (8-10mil), back-drill stubs, add ground vias nearby, and minimize via count in critical paths.

Quando devo usar sinalização diferencial?

Use differential pairs for: high-speed serial links (>1Gbps), long traces (>6 inches), noisy environments, or when crossing between boards. Benefits include better noise immunity, lower EMI, and the ability to use lower voltage swings.

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