高速 PCB 設計的電源平面和接地平面通常必須滿足各種要求。

在直流和低頻下，這些平面必須向集成電路 (IC) 的電源端子提供穩定的基準電壓（例如 V_CC 和接地）。

在高頻下，參考平面，尤其是接地平面，有多種用途。對于受控阻抗傳輸系統的設計，接地平面必須提供與相鄰信號層的信號布線的強電耦合。

考慮一個承載交流電的導體，該導體具有與其相關聯的電場和磁場，如圖圖 4-6 所示。如果電耦合很松散或沒有電耦合，那么電流產生的橫向電磁 (TEM) 波會自由地輻射到外部環境中，從而造成嚴重的電磁干擾 (EMI)。

圖 4-6 通過導體之間的緊密電耦合來降低場彌散

現在想象一下另一個靠近的導體，該導體承載著振幅相同但極性相反的電流。在這種情況下，導體的相反磁場抵消，而其電場緊密耦合。這兩個導體的 TEM 波現在被剝奪了磁場，因此無法輻射到環境中。只有更小的彌散場才可能耦合到外部，從而顯著降低 EMI。

圖 4-7 所示為在接地平面和緊密耦合的信號布線之間發生的相同效應。高頻電流會沿著電感最小的路徑（而非阻抗最小的路徑）流動。電感最小的返回路徑位于信號布線的正下方，因此返回信號電流傾向于沿該路徑流動。返回電流的受限流動在接地平面中生成了一個高電流密度區域，該區域位于信號布線的正下方。此時該接地平面區域充當單根返回布線，能夠消除磁場，同時提供與上方信號布線的緊密電耦合。

圖 4-7 充當單根返回布線的接地平面

若要為返回電流提供連續的低阻抗路徑，參考平面（電源平面和接地平面）必須由實心銅板制成，并且沒有空隙和裂縫。對于參考平面，過孔的間隙部分不應干擾返回電流的路徑，這一點很重要。在有障礙物的情況下，返回電流會繞過該障礙物。不過，這樣一來，該電流的電磁場很可能會干擾其他信號布線的場，從而導致串擾。此外，該障礙物會對越過其布線的阻抗產生不利影響，從而導致不連續性并使 EMI 增加。

圖 4-8 實心接地平面與開槽接地平面中的返回電流路徑