近段時間在專案中使用全差分放大器，在除錯頻寬指標的時候用到了幾級放大器之間的阻抗匹配，檢視晶元手冊上的計算真是複雜到不可理解的程度（單端輸入差分輸出的情況）。
經過查資料，發現針對差分阻抗計算的內容，adi公司官方的應用筆記介紹的比較容易理解。分別是應用筆記-an1026以及mt-076。
本篇文章，筆者結合adi應用筆記以及個人理解，說明關於差分放大器使用當中的阻抗匹配問題，並且自行開發了個小軟體，幫助設計者計算阻抗網路，提高設計效率。
第一，不需要額外的匹配元件時，差分增益計算需要考慮的問題。
在源端距離差分輸入很近且訊號源阻抗很小的時候可以不進行額外的網路匹配。下面分別分兩種情況介紹其鑽孔以及增益計算方法。
1）差分訊號輸入，無端接電阻匹配的情況。如下圖：
此種應用，訊號源與差分輸入端距離很近，不需要增加端接電阻進行匹配。此時，增益電阻rg應該講訊號源內阻rs考慮在內，即增益 a=rf/(rg+rs/2)。
2）單端訊號輸入，差分輸出的應用。如下圖所示，此種應用場合，為了使差分平衡，需要增大增益電阻rg2，很容易得到a=rf/(rg1+rs)=rf/rg2; rg2=rg1+rs;
第二，出於訊號完整性的考慮，需要增加端接電阻來進行阻抗匹配的應用，分為單端輸入以及差分輸入兩種情況說明。
1）de-de模式，即差分輸入差分輸出。此種應用對於端接電阻以及增益計算比較簡單，很容易得到合適的設計。如下圖所示為de-de模式：
①由於負反饋以及高開環增益會使得放大器兩輸入端電壓相等，即可看做短接，那麼從輸入端看進去差分輸入阻抗為rin=2rg;
②假設源端阻抗為rs，為了得到良好的阻抗匹配，需要做到rs=rt//rin，即可求出端接電阻rt；
需要說明的是，必須是源阻抗小於等於差分輸入阻抗的時候，才需要端接電阻在同相輸入與反相輸入端。
2）se-de模式，即單端訊號輸入差分訊號輸出的應用，其端接電阻值極端就比較繁瑣，需要多次迭代才可以達到理想的匹配以及增益。
①首先根據應用初步確定增益電阻rg以及分饋電阻rf，並且rf1=rf2，rg1=rg2以保持差分放大的平衡。如下圖示意：
②根據圖中式子求出輸入端等效阻抗值rin
③為了匹配訊號源阻抗rs，需要做到rs=rt//rin,可以計算出端接電阻rt
④根據戴維南定力可以得到訊號源的等效訊號源模型，vin(等效)=vin(源)*rt*rs/(rt+rs),簡單講就是分壓原理；
然後計算等效訊號源的內阻：rs=rt//rs（rs代表原始內阻，rs代表等效變換之後的等效內阻）
⑤更換為等效訊號源之後將等效內阻rs考慮到增益電阻rg1之中，為了保持設計平衡，同樣的在rg2端增加乙個電阻rts=rs,如下圖：
⑥由於增益電阻增加了rts，相應的增益會比設計之初增大一些，需要調整rf使得增益達到理想值。依次迭代，直到得出比較理想的增益以及阻抗匹配網路。
第三，鑑於在se-de模式使用時，迭代計算比較繁瑣，筆者自己設計了乙個小軟體，可以方便廣大工程師少走彎路，高效設計，歡迎試用，有不同看法的歡迎批評指正。
軟體截圖如下：
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