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Impedanz ist ein Thema aus dem Bereich der Hochfrequenztechnologie. Sie beschreibt die Wechselwirkung der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen zwischen einem Signalsender und der Leitung, die das Signal führt.

Wenn zum Beispiel die Impedanz einer Leitung etwa nicht mit der Eingangsimpedanz eines Gerätes übereinstimmt, kommt es zu Störungen der Signal- oder Leistungsübertragung. Es kommt zu Resonanzerscheinungen durch Reflexionen innerhalb des elektromagnetischen Wellengefüges zwischen Quelle und Leitung was zu einem nichtlinearen Frequenzgang führen kann.

Bei Leiterplattendesigns für Hochfrequenz-Lösungen wünscht man sich, für einzelne Signale oder ganze Signalklassen bereits im Schaltplan eine möglichst günstige Leiterbahnbreite festzulegen. Es geht also um das Bauprinzip einer Streifenleitung (StripLine).

Bild: StripLine (Querschnitt)

Folgende Bestimmungsfaktoren spielen dabei eine Rolle:

• Die Mächtigkeit (Höhe h) des Dielektrikums, in das die StripLine eingebettet ist (= Materialkörper der Leiterplatte)
• Die Kupfer-Dicke t der StripLine
• Die Durchlässigkeit des Dielektrikums, seine relative Permittivität ε_r

Eine Vorgeschriebene Nenn-Impedanz Z erfordert daraus resultierend die geforderte Leiterbahnbreite w, der dann in die Signalklasse als Standard-Leiterbahnbreite übernommen werden kann.

Wird der Streifenleiter gedoppelt verlegt (differential StripLine), spielt zusätzlich der Abstand s der beiden Leiterbahnen zueinander eine Rolle. Analog wird der geeignete Leiterbahnabstand zusätzlich in die Signalklasse als Standard-Leiterbahnabstand übernommen.

Bild: Der Impedanz-Kalkulator berechnet die optimale Leiterbahnbreite und übernimmt den Wert in die Signalklasse