在高速数字电路和复杂电子设备中，PCB的层叠设计对电源完整性和信号完整性有着至关重要的影响。合理的层叠设计能够有效抑制电源噪声，提高系统的稳定性和可靠性。本文将详细解析4层和6层板的典型层叠方案，并对比不同方案对电源噪声的抑制效果。

4层板典型层叠方案

 2.1 方案一：SIG-GND-PWR-SIG

- 优点：信号层与地平面和电源平面紧密耦合，有助于信号完整性。

- 缺点：电源平面和地平面层间距较大，导致寄生电容较小，对降低电源分配网络阻抗效果有限。

- 适用场景：适用于芯片较多、信号密集的场合。

 2.2 方案二：GND-SIG-PWR-SIG

- 优点：外层均为地层，中间两层为信号/电源层，信号层上的电源用宽线走线，可降低电源电流路径阻抗，且信号微带路径阻抗低，外层地屏蔽内层信号辐射，EMI控制效果好。

- 缺点：中间两层信号、电源混合层间距要拉开，走线方向垂直，避免串扰，控制板面积，体现20H规则。

- 适用场景：适用于芯片密度较低、芯片周围有足够面积放置电源覆铜层的场合。

6层板典型层叠方案

 3.1 方案一：SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG

- 优点：信号层与接地层相邻，电源层和接地层配对，每个走线层的阻抗都可较好控制，两个地层能良好吸收磁力线，为每个信号层提供较好的回流路径。

- 缺点：电源层与地层之间的间距应尽量减小，以获得好的电源、地耦合，但62mil的板厚下层间距难以控制得很小。

- 适用场景：适用于芯片密度较大、时钟频率较高的设计。

 3.2 方案二：GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND

- 优点：顶层和底层的地平面比较完整，能作为一个较好的屏蔽层来使用，EMI性能较好。

- 缺点：成本较高，适用于器件密度不是很高的情况。

- 适用场景：适用于器件密度不是很高，对EMI性能要求较高的场合。

不同方案对电源噪声的抑制效果对比

 4.1 4层板方案对比

- SIG-GND-PWR-SIG：信号层与地平面紧密耦合，对信号完整性有利，但电源平面和地平面层间距大，对电源噪声抑制效果有限。

- GND-SIG-PWR-SIG：外层地层屏蔽内层信号辐射，EMI控制效果好，但中间两层信号、电源混合层间距要拉开，走线方向垂直，避免串扰。

 4.2 6层板方案对比

- SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG：信号层与接地层相邻，电源层和接地层配对，每个走线层的阻抗都可较好控制，对电源噪声抑制效果较好。

- GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND：顶层和底层的地平面完整，作为屏蔽层使用，EMI性能好，但成本较高。

 五、总结

合理的层叠设计能够有效抑制电源噪声，提高系统的稳定性和可靠性。4层板和6层板各有其优缺点，选择合适的层叠方案需要综合考虑芯片密度、信号频率、EMI性能要求等因素。在实际设计中，应根据具体需求选择最适合的层叠方案，以实现最佳的电源完整性和信号完整性。