Якщо міжшарова ємність недостатньо велика, електричне поле буде розподілено по відносно великій площі плати, так що міжшаровий імпеданс зменшиться, і зворотний струм може текти назад до верхнього шару. У цьому випадку поле, що генерується цим сигналом, може перешкоджати полю сигналу сусіднього змінного шару. Це зовсім не те, на що ми сподівалися. На жаль, на 4-шаровій платі товщиною 0,062 дюйма шари розташовані далеко один від одного, а міжшарова ємність мала.
Коли проводка змінюється з рівня 1 на рівень 4 або навпаки, це призведе до проблеми, показаної на малюнку.
На діаграмі показано, що коли сигнал переходить з шару 1 до шару 4 (червона лінія), зворотний струм також повинен змінити площину (синя лінія). Якщо частота сигналу достатньо висока, а площини розташовані близько одна до одної, зворотний струм може протікати через міжшарову ємність, яка існує між заземлюючим шаром та силовим шаром. Однак через відсутність прямого провідного з'єднання для зворотного струму зворотний шлях переривається, і ми можемо розглядати це переривання як імпеданс між площинами, як показано на малюнку нижче.
Якщо міжшарова ємність недостатньо велика, електричне поле буде розподілено по відносно великій площі плати, так що міжшаровий імпеданс зменшиться, і зворотний струм може текти назад до верхнього шару. У цьому випадку поле, що генерується цим сигналом, може перешкоджати полю сигналу сусіднього змінного шару. Це зовсім не те, на що ми сподівалися. На жаль, на 4-шаровій платі товщиною 0,062 дюйма шари розташовані далеко один від одного (принаймні 0,020 дюйма), а міжшарова ємність мала. В результаті виникають перешкоди електричного поля, описані вище. Це може не спричинити проблем із цілісністю сигналу, але, безумовно, створить більше електромагнітних перешкод. Ось чому, використовуючи каскад, ми уникаємо зміни шарів, особливо для високочастотних сигналів, таких як тактові генератори.
Зазвичай поблизу перехідного отвору додають роздільний конденсатор, щоб зменшити імпеданс, що виникає через зворотний струм, як показано на малюнку нижче. Однак цей роздільний конденсатор неефективний для сигналів УКХ через його низьку резонансну частоту. Для сигналів змінного струму з частотами вище 200-300 МГц ми не можемо покладатися на роздільні конденсатори для створення зворотного шляху з низьким імпедансом. Тому нам потрібен роздільний конденсатор (для частот нижче 200-300 МГц) та відносно великий міжплатний конденсатор для вищих частот.
Цієї проблеми можна уникнути, не змінюючи шар ключового сигналу. Однак мала міжплатна ємність чотиришарової плати призводить до іншої серйозної проблеми: передачі енергії. Цифрові мікросхеми годинника зазвичай потребують великих перехідних струмів живлення. Зі зменшенням часу наростання/спаду вихідного сигналу мікросхеми нам потрібно подавати енергію з вищою швидкістю. Щоб забезпечити джерело заряду, ми зазвичай розміщуємо розділові конденсатори дуже близько до кожної логічної мікросхеми. Однак існує проблема: коли ми виходимо за межі власних резонансних частот, розділові конденсатори не можуть ефективно зберігати та передавати енергію, оскільки на цих частотах конденсатор діятиме як індуктор.
Оскільки більшість сучасних мікросхем мають швидкий час наростання/спаду (близько 500 пс), нам потрібна додаткова розв'язувальна структура з вищою частотою власного резонансу, ніж у розв'язувального конденсатора. Міжшарова ємність друкованої плати може бути ефективною розв'язувальною структурою за умови, що шари розташовані достатньо близько один до одного, щоб забезпечити достатню ємність. Тому, окрім поширених розв'язувальних конденсаторів, ми віддаємо перевагу використанню близько розташованих шарів живлення та шарів заземлення для забезпечення перехідного живлення цифрових мікросхем.
Зверніть увагу, що через поширений процес виробництва друкованих плат, у нас зазвичай немає тонких ізоляторів між другим і третім шарами чотиришарової плати. Чотиришарова плата з тонкими ізоляторами між другим і третім шарами може коштувати набагато дорожче, ніж звичайна чотиришарова плата.