【導讀】如(ru)果(guo)層(ceng)間(jian)電(dian)容(rong)不(bu)夠(gou)大(da)
，電(dian)場(chang)將(jiang)分(fen)布(bu)在(zai)電(dian)路(lu)板(ban)相(xiang)對(dui)較(jiao)大(da)的(de)區(qu)域(yu)上(shang)，從(cong)而(er)層(ceng)間(jian)阻(zu)抗(kang)減(jian)小(xiao)
，返(fan)回(hui)電(dian)流(liu)可(ke)以(yi)流(liu)回(hui)頂(ding)層(ceng)。在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)
，該(gai)信(xin)號(hao)產(chan)生(sheng)的(de)場(chang)可(ke)能(neng)會(hui)幹(gan)擾(rao)附(fu)近(jin)改(gai)變(bian)層(ceng)的(de)信(xin)號(hao)的(de)場(chang)。這(zhe)根(gen)本(ben)不(bu)是(shi)我(wo)們(men)所(suo)希(xi)望(wang)的(de)。不(bu)幸(xing)的(de)是(shi)，在(zai) 0.062 英寸的 4 層板上
，各層之間的距離較遠（至少 0.020 英寸，如圖 1 和圖 2 所示），並且層間電容很小。

當走線從第 1 層更改為第 4 層或反之亦然時，圖 1 和圖 2 中的層疊的個問題就會出現。如圖 3 所示。

圖 3.圖片由Altium提供。

該圖顯示
，當信號走線從第 1 層到第 4 層（紅線）時，返回電流也必須改變平麵（藍線）。如(ru)果(guo)信(xin)號(hao)的(de)頻(pin)率(lv)足(zu)夠(gou)高(gao)並(bing)且(qie)平(ping)麵(mian)靠(kao)得(de)很(hen)近(jin)
，則(ze)返(fan)回(hui)電(dian)流(liu)可(ke)以(yi)流(liu)過(guo)接(jie)地(di)層(ceng)和(he)電(dian)源(yuan)層(ceng)之(zhi)間(jian)存(cun)在(zai)的(de)層(ceng)間(jian)電(dian)容(rong)。然(ran)而(er)，由(you)於(yu)缺(que)少(shao)返(fan)回(hui)電(dian)流(liu)的(de)直(zhi)接(jie)導(dao)電(dian)連(lian)接(jie)
，會(hui)導(dao)致(zhi)返(fan)回(hui)路(lu)徑(jing)中(zhong)斷(duan)，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)將(jiang)這(zhe)種(zhong)中(zhong)斷(duan)想(xiang)象(xiang)為(wei)平(ping)麵(mian)之(zhi)間(jian)的(de)阻(zu)抗(kang)（見圖 4）。

圖 4.圖片由電磁兼容性工程提供。

如(ru)果(guo)層(ceng)間(jian)電(dian)容(rong)不(bu)夠(gou)大(da)，電(dian)場(chang)將(jiang)分(fen)布(bu)在(zai)電(dian)路(lu)板(ban)相(xiang)對(dui)較(jiao)大(da)的(de)區(qu)域(yu)上(shang)
，從(cong)而(er)層(ceng)間(jian)阻(zu)抗(kang)減(jian)小(xiao)
，返(fan)回(hui)電(dian)流(liu)可(ke)以(yi)流(liu)回(hui)頂(ding)層(ceng)。在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)
，該(gai)信(xin)號(hao)產(chan)生(sheng)的(de)場(chang)可(ke)能(neng)會(hui)幹(gan)擾(rao)附(fu)近(jin)改(gai)變(bian)層(ceng)的(de)信(xin)號(hao)的(de)場(chang)。這(zhe)根(gen)本(ben)不(bu)是(shi)我(wo)們(men)所(suo)希(xi)望(wang)的(de)。不(bu)幸(xing)的(de)是(shi)
，在(zai) 0.062 英寸的 4 層板上
，各層之間的距離較遠（至少 0.020 英寸，如圖 1 和圖 2 所示），並且層間電容很小。因此，就會出現上述的電場幹擾。這可能不會導致信號完整性問題，但肯定會產生更多的 EMI。這就是為什麼在使用圖 1 和圖 2 所示的層疊時，我們避免更改層
，特別是對於時鍾等高頻信號。

通常的做法是在過渡過孔附近添加一個去耦電容器
，以降低返回電流所經曆的阻抗（參見圖 5）。然而，這種去耦電容器由於其自諧振頻率較低
，因此對於甚高頻信號無效。對於頻率高於 200-300 MHz 的交流信號
，我們不能依靠去耦電容器來創建低阻抗返回路徑。因此，我們需要一個去耦電容器（對於 200-300 MHz 以下）和一個相對較大的板間電容以用於更高的頻率。

圖 5 圖片由Altium提供。

通過不改變關鍵信號的層可以避免上述問題。然而，四層板的小板間電容導致了另一個嚴重的問題：電力傳輸。時鍾數字IC通常需要大的瞬態電源電流。隨著 IC 輸出的上升/下降時間縮短，我們需要以更高的速率提供能量。為了提供電荷源

，我們通常將去耦電容器放置在非常靠近每個邏輯 IC 的位置。然而，存在一個問題：當我們超出自諧振頻率時
，去耦電容器無法有效地存儲和傳遞能量
，因為在這些頻率下，電容器將像電感器一樣工作。

由於當今大多數 IC 都具有快速上升/下降時間（約 500 ps），因yin此ci我wo們men需xu要yao一yi個ge額e外wai的de去qu耦ou結jie構gou，其qi自zi諧xie振zhen頻pin率lv高gao於yu去qu耦ou電dian容rong器qi的de自zi諧xie振zhen頻pin率lv。電dian路lu板ban的de層ceng間jian電dian容rong可ke以yi是shi一yi種zhong有you效xiao的de去qu耦ou結jie構gou，前qian提ti是shi各ge層ceng彼bi此ci足zu夠gou接jie近jin以yi提ti供gong足zu夠gou的de電dian容rong。因yin此ci，除chu了le采cai用yong常chang用yong的de去qu耦ou電dian容rong器qi外wai，我wo們men更geng喜xi歡huan采cai用yong緊jin密mi間jian隔ge的de電dian源yuan層ceng和he接jie地di層ceng來lai為wei數shu字zi IC 提供瞬態電源。

請注意
，由於通用的電路板製造工藝
，我們通常在四層板的第二層和第三層之間沒有薄絕緣體。在第 2 層和第 3 層之間具有薄絕緣體的四層板的成本可能比傳統的四層板高得多。

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