在醫療健康領域，生物阻抗測量技術的應用前景廣泛。根據人體或者生物組織的阻抗變化，來判斷人體物理狀態、細胞電特性細微變化，典型運用於人體睡眠呼吸監測、生物組織早期癌變檢測等領域。作為待測物的生物體的形狀、結構等的特異性，要求測量模擬前端有足夠的精度、較大的動態，並且高速（一般認為10Msps 以上即為高速）。高速運放廣泛運用於差分放大、緩沖、線路驅動、驅動ADC。精確的設計有助於提高系統的線性度、分辨力，以及產品的可靠性。
分析系統性能分三部分：模擬前端測量，相當於示波器差分探頭；可能有長達數米的線路傳輸；數字部分運放緩沖放大、ADC采樣。系統中ADC的成本最高，運放的設計不應成為系統的短板，可以從等效帶寬、等效有效位寬、諧波失真、噪聲和穩定性方面針對性分析。差分運放輸出不平衡對系統性能的影響。我們在選擇精密運放時，總是希望共模抑制比夠大，才能消除工頻干擾、電源耦合的共模噪聲、輸入線上耦合噪聲。而如 fig1的差分運放如果匹配不好，則會顯著的降低 CMRR；另外不平衡也導致奇次諧波增大，如果參考信號是單音正弦信號，采用相干解調，諧波直接降低了系統的信噪比。
fig1 差分放大器的失配模型反饋因子可表示為 
可以得到輸出差分信號的表達式
如果電阻匹配不平衡，即β1 ≠ β2，輸出差模電壓取決於 Vocm，將會在差分輸出中產生失調和過量噪聲。實際情況中存在不同線路阻抗、不同電阻精度，不同放大器之間級聯等場景，電阻匹配的任務就是精確保證β1 = β2，減小失調影響。
第一步是差分運放的輸入阻抗計算。一般線路過來的信號為單端信號，因此假設系統采
用單端輸入差分輸出的架構。采用公式
。
如 fig2 所示的模型，算得的輸G入阻抗為 267ohm。
fig2 單端輸入的輸入阻抗計算
考慮到線路電纜一般為單端 50ohm，因此要在運放輸入口並聯到地電阻RT將輸入電阻降至50ohm 左右，得到
。如果我們的源是一個 2Vpp 的電壓信號，並采用 50ohm 特征阻抗的線纜驅動，運放輸入阻抗也匹配為 50ohm，那么這個電路是良好匹配的，如 fig3。
fig3 50ohm 系統源和負載匹配
fig3 的匹配元件是完整的，但考慮到源阻抗，需要迭代計算源阻抗。因此第二步是計算RT和源阻抗的等效戴維南參數，可以簡化計算。戴維南等效開路電壓VTH為 1.1Vpp，等效電阻RTH為 50ohm 與 61.5ohm 的並聯電阻 27.6ohm，如 fig4。
fig4 等效戴維南電路
我們希望 1Vpp 的輸出電壓，但1.1V 的戴維南電壓在輸出端電壓產生的電壓為VOUT,DM = 1.1VPP ∗(200/227.6) = 0.97VPP。與理想 1Vpp 電壓有差異，可以通過調節反饋電阻來達到要求。
如 fig5。
fig5 最終 1Vpp 輸出
值得注意的是，RF變化之后，整個運放的輸入電阻又發生了變化。幸運的是，當閉環增益為 1 或者 2 時，這種變化非常小，迭代一次即可滿足匹配要求。
實測線路阻抗對差分運放的影響（試驗測量）。
高速數模信號的信號完整性設計要求。在原理圖設計階段應考慮電源的寬帶濾波，單電容的阻抗會隨着頻率的升高而變化，到了諧振頻率會呈現感性，如 fig6 所示。因此采用多個不同容值旁路濾波是有必要的，一般的低容值要靠近器件引腳。
fig6 capacitor impedance VS.Frequency
運放輸入的寄生電容會引發潛在的不穩定和環路振盪。如 fig7,在運放輸入端 1pF 的電容導致了增益曲線明顯的尖峰。
fig7 寄生電容引起的尖峰
如果走線沒有參考地，會有明顯的電感效應。25.4mm 的無參考地走線，能達到 29nH 的寄生電感，這是非常可觀的。fig8 表示寄生電感存在時沖擊響應對比。
fig8 有無寄生電感時沖擊響應對比
高速運放的 layout 應該從減小寄生電感和電容兩方面來努力，如走線有良好的參考地，在引腳附近挖空地層，可以保證減小平面寄生輸入電容，反饋回路走線盡量短。這些准則不僅是高速運放，針對其他高速布局布線仍然適用，但具體問題有具體的分析方法。