パラメータ設定
線幅 W
mm
線間 S
mm
基板厚 H
mm
比誘電率 ε_r
—
IPC-2141A 簡略式（銅厚 T=0、表面マイクロストリップ）を使用しています。
計算結果
—
単線 Z_0
—
差動 Z_diff
—
奇モード Z_odd
—
偶モード Z_even
差動ペア断面と Z_diff vs S/H
上＝差動ペア断面図（W・S・H・基板）／下＝S/H に対する Z_diff カーブ（赤丸＝現在点、破線＝USB 90Ω / HDMI 100Ω 目標）
理論・主要公式
表面マイクロストリップの差動ペアでは、まず単線マイクロストリップの特性インピーダンス Z_0 を求め、続いて2本の線間結合による補正を適用して差動インピーダンス Z_diff を得ます。
単線マイクロストリップ Z_0（IPC-2141 簡略式、銅厚 T=0）。H は基板厚、W は線幅、ε_r は基板の比誘電率：
$$Z_0 = \frac{87}{\sqrt{\varepsilon_r + 1.41}}\,\ln\!\left(\frac{5.98\,H}{0.8\,W}\right)$$差動インピーダンス Z_diff。S は線間距離：
$$Z_\text{diff} = 2\,Z_0\,\bigl(1 - 0.48\,e^{-0.96\,S/H}\bigr)$$奇モード Z_odd と偶モード Z_even：
$$Z_\text{odd} = \tfrac{1}{2}\,Z_\text{diff},\qquad Z_\text{even} = Z_0\,\bigl(1 + 0.48\,e^{-0.96\,S/H}\bigr)$$USB 2.0/3.x は Z_diff = 90Ω、HDMI・SATA・PCIe・1000BASE-T は Z_diff = 100Ω が代表的な目標値です。