CN104704742A - 用于变化环境中使用的运算放大器的阻抗补偿 - Google Patents

Abstract

双补偿运算放大器适合用于经历周围能量水平波动的环境中。双补偿阻抗可被确定为消除或补偿输入偏移电压或输入偏置电流或二者的影响。双补偿阻抗的调节可基于针对各种环境条件的校准数据进行，使得双补偿阻抗能够或者针对于不同目标操作环境中的预期条件进行预设置，或者可就地自动调节。可以受益于这种双补偿阻抗的目标操作环境包括经历极端温度或可变温度、高海拔、空间或高辐射环境的远程区域。

Description

用于变化环境中使用的运算放大器的阻抗补偿

技术领域

本公开总体上涉及在电气电路和电子电路中使用的运算放大器，具体地，涉及调节运算放大器以补偿出现在某些环境中的性能变化的方法。

背景技术

运算放大器(“运放”)是通常在用于多种不同应用的电路中使用的通用差分电压放大器。例如，运放经常被用作具有复杂信号处理电路的音频系统的基本模块以放大声音。如图1A所示的理想运放100是三端子设备，该设备具有两个输入端，V⁺(非反相输入),V^-(反相输入)，及一个输出端V_out。(额外的端子被设置为连接V_s ⁺and V_s ^-处的电源(如电池))。待放大的差分输入电压为ΔV＝V⁺-V^-。理想运放100内部的组件使得差分输入电压ΔV出现在输出端，并被乘以放大系数，或增益，以使得V_out＝AΔV。用于运放的放大系数可以在大约1000-100000的范围内。这一特性使得运放适合在多种应用中被用作传感器，其中小的信号可以被放大，因此信号的变化更容易被监控和感测。

如果固定参考电压V_ref被应用到非反相输入，如图1B所示，运放作为比较器150，将反相输入处的输入电压与V_ref比较。如果输入电压约等于V_ref，则被放大的输出V_out依然很小。随着V_in小幅偏离V_ref，该偏离被放大使得V_out变得很大并且可以作为下游设备的触发信号。

一种用于对用作传感器或比较器的运放的精确度进行测试的方法是人为地将差分输入电压ΔV设置为零(例如，通过将两个输入连在一起，或将两个输入都接地)，然后验证V_out同样是零。然而，运放中多种内部组件的固有误差会混合并导致可感测到的零位误差，该零位误差被称为输入偏移电压V_os。如果非零电压V_os存在于两个输入之间，则V_os本身可以被放大，从而在输出产生一个明显错误的非零电压。与运放相关的零位误差可以认为和与天平相关的零位误差类似，犹如在天平上放置物体之前天平就显示非零重量。天平一般都配有机械零位调节器以更正这些零位误差。以类似的方法，通过将“偏置清零(offset null)”级电耦合至运放的V_-输入，可修正或消除运放的输入偏移电压V_os。

图2示出了现有的电压补偿运放200的一个例子，其中常规运放202展现出输入偏移电压V_os特征，例如偏置清零级204。在本示例中，偏置清零级以电压源V_null的形式存在，其有效地将错误的输入偏移电压归零。待消除的输入偏移电压V_os通常在微伏(μV)到毫伏(mV)范围内。偏置清零级204可以是其它形式，例如，一个或多个固定电阻器、可变电阻器、电位计、电流源或闸流管。如果输入偏移电压V_os已知为常量，则具有固定电阻(例如固定电阻器或固定电阻器网络)的偏置清零可被应用。如果输入偏移电压V_os具有波动，从而导致ΔV_os，则包括可调节电阻或电位计的偏置清零可被应用。偏置清零可应用到一个或者两个连到运放的输入上，或者偏置清零可被设置为运放的内部的内置偏置清零级。

图3示出了电压补偿运放300的另一个实施方式，其中表现出输入偏移电压的常规运放302(与其内部组件一起被示出)被设置为具有内置偏置清零级304。

参考图4，常规运放400被示出，其中在两个输入的电流I₊和I_-之间存在差异，称为输入偏移电流，I_io＝|I₊-I_-|。这两个输入电流的平均值被称为偏置电流，I_bias＝(I₊+I_-)/2。在理想运放中，输入电阻很高以致于输入电流I₊和I_-是可以忽略的，因此I_bias＝0。任何出现在运放400的输入端的电流都是在多数应用中可以忽略的小的漏电流，即使那些将重点放在消除输入偏移电压的应用中也是如此。输入偏置电流通常在微安到皮安的范围内。然而，在一些应用中，非零的输入偏置电流I_bias带来了另外的环境依赖的、波动的误差源，ΔI_bias，其使得非零输入偏置电流的消除变得有必要。因此，当输入偏置电流出现时，使用偏置清零级简单消除V_os(或ΔV_os)可能是不够的。输入偏置电流可以通过在电路中附加电阻消除，为了实现这一目的，电阻的阻值优选地被仔细选择以精确消除偏置电流而不额外影响电路性能。

发明内容

环境条件的改变，例如温度变化，会导致输入偏移电压的波动ΔV_os或输入偏置电流的波动ΔI_bias，或导致两者。ΔV_os和ΔI_bias中的这些飘移的出现是因为运放内部电子组件材料性质(如电阻、迁移率)通常是温度依赖的。考虑到这些和其它环境依赖的特征，运放的输入偏移电压和输入偏置电流通常可以根据放大器的工作环境变化。在大多数应用中，温度引起的飘移可能不会有问题，因为电子设备中的运放通常维持在接近室温的中等温度，或者至少在一个被控制的温度环境中。然而，运放将被使用在汽车、飞机、航天器、轮船、潜艇等中，或者如果运放被期望根据军事规格和/或通常包含极端温度或大范围变化的温度或辐射条件的环境规格运转，则解决以下问题可能是必要的，即如何最好的消除或调节环境依赖的固有误差，或找出其它修正它们的方法。

一种避免ΔV_os和ΔI_bias影响的方法是提高信号等级以减小输入偏置电流和输入偏移电压的变化对电流性能的影响。然而，这种方法会导致电路中不必要的高应力并会引起电能消耗过量。另一种解决方案是平衡每一个输入(如图4的R⁺和R^-)的阻抗，该方案可以补偿I_bias，但是不能解决ΔV_os。其它使用具有放大的温度依赖的热敏电阻以降低温度敏感度的解决方案不能解决辐射影响。而且，在许多应用中，例如在空间环境中，或真空腔中，辐射影响可能是不可忽略的。然而，设计者可能没有考虑来自于周围能量源的影响，例如高能电磁辐射，或其它在电离离子存在时遇到的电离辐射源。

表现出可变输入偏移电压和可变输入偏置电流的运算放大器可以通过使用双补偿阻抗来进行修正，从而消除这两个误差源，其中可变输入偏移电压和可变输入偏置电流会由于温度和其它周围能量水平的波动而出现，双补偿阻抗是V_os和I_bias的函数。双补偿阻抗可以是以下形式，例如，一个或多个电阻器、电位计、闸流管、电流源及电压源，或它们的组合。多种确定V_os和I_bias的方法提供了偏置或补偿这些误差的途径，这些误差出现在不同的目标环境中的运放预期的运行中，其中这些目标环境可能将设备置于极端的或波动的环境条件中。

附图说明

在附图中，相同的参考编号代表相似的元件或步骤。附图中元件的尺寸和相对位置不一定是按比例绘制的。例如，多种元件的形状和角度不是按比例绘制的，同时随意地放大并放置这些元件中的一些以提高附图的易读性。此外，如图所示的元件的具体形状并不旨在传达关于这些具体元件的实际形状的任何信息，只是为了在图中易于辨识而选择的。

图1A和1B分别是通用运放(差分放大器)和常规比较器的示意图。

图2是应用了内部偏置清零修正的常规运放的示意图，该常规运放表现出输入偏移电压。

图3是应用了内置偏置清零修正的常规运放的示意图，示出了其内部组件，其中该常规运放表现出输入偏移电压。

图4是表现出输入偏置电流的常规运放的示意图。

图5是表现出环境引起的输入偏移电压和环境引起输入偏置电流的运放的示意图，其中双补偿阻抗级按文中所述被应用于该运放。

图6是双补偿运放的示意图，示出了内部组件，该运放表现出输入偏移电压，其中内置偏置清零被应用以消除输入偏移电压，该运放还表现出输入偏置电流，其中补偿阻抗被应用以消除输入偏置电流。

图7是表现出环境引起的输入偏移电压和环境引起输入偏置电流的运放的示意图，其中电阻器网络被作为非平衡双补偿阻抗级被应用于该运放。

图8是根据一个所说明的实施方式的、用于影响运放的外部能量水平的波动的可变阻抗补偿的方法的流程图。

图9A和9B说明了根据另一个所说明的、需要使用校准数据的实施方式的可变阻抗补偿的方法，其中可变阻抗补偿用于影响目标的预期周围能量水平的波动。

图10A和图10B说明了根据另一个所说明的、需要结合校准数据使用传感器设备的实施方式的可变阻抗补偿的方法，其中可变阻抗补偿用于在目标环境中工作时的周围能量水平的波动。

图11A和图11B说明了根据另一个所说明的、需要使用原位传感器设备的实施方式的可变阻抗补偿的方法，其中可变阻抗补偿用于在目标环境中工作时的周围能量水平的波动，原位传感器设备可以在所选时间间隔内周期性调节阻抗补偿。

具体实施方式

为了能够彻底地理解多个公开的实施方式，以下描述中提出了一些特定的细节。然而，相关领域的技术人员会意识到实施方式可能是脱离一个或多个上述的特定细节或通过其他方法、部件、材料等来实施的。在其它情况下，为避免实施方式中不必要的模糊描述，为人熟知的与运算放大器和相关电路相关的结构都没有示出或具体描述。

除非在上下文中有要求，否则在此说明书和所附的权利要求中，词语“包括”和它的变体，如：“具有”和“包含”要以开放且非排他的意义进行解释，如“包括，但不限于”。

本说明书全文所提到的“一个实施方式”意为与实施方式相结合进行描述的具体的特征、结构或特性是至少包含在一个实施方式中的。因此，在本说明书全文中多个位置出现的短语“在一个实施方式中”不一定都指的是相同的实施方式。此外，具体的特征、结构或特性可能会在一个或多个实施方式中以任意适当的方式相结合。

除非文中另有明确规定，否则如在本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式的“一个”和“该”也包括复数形式。还需注意到的是，除非文中另有明确规定，通常使用术语“或者”最广泛的含义，即意为“和/或”。

本文提供的本公开的标题和摘要只是为阅读方便，并不针对实施方式的范围和意义作出解释。

参考图5，双补偿运放500克服了常规运放502中的环境敏感性。常规运放502代表表现出两种固有误差V_os和I_bias的设备，并且双补偿运放500同时补偿了输入偏置电流和输入偏移电压。双补偿运放500引入了双补偿阻抗级，其中双补偿阻抗Z通常被设置为约等于输入阻抗，输入阻抗是V_os和I_bias的函数。例如，如果输入阻抗是比值V_os/I_bias，则双补偿阻抗Z可以被设置为约等于这个比值以抵消输入阻抗。可选地，双补偿阻抗Z还可以与V_os和I_bias或它们的比值有关。此外，导致输入偏移电压中的变化ΔV_os的环境影响同样将趋向于导致输入偏置电流中的相称的变化ΔI_bias，通过将可变双补偿阻抗ΔZ＝ΔV_os/ΔI_bias应用到双补偿运放500的非反相输入，可以同时考虑到两种变化。例如，如果温度变化导致V_os以系数2增加，则I_bias可以同样以系数2增加，在这种情况下影响被抵消并且可变补偿阻抗ΔZ不变。除了对运放使用通常的平衡两个输入电流的手段，还可以在输入中的一个中提供双补偿阻抗Z±ΔZ以生成非平衡，该非平衡同时补偿两种固有误差源及环境引起的误差变化。

参考图6，在一个实施方式中，部分补偿运放600包括应用于运放302的非反相输入V₊的双补偿阻抗级，运放302已经包含了内部偏置清零304以补偿V_os。在这种情况下，双补偿阻抗Z可以被调节为只补偿I_bias，或者，如果内部偏置清零304不足以清零，则双补偿阻抗Z提供额外的偏移电压补偿。对于双补偿运放500和部分补偿运放600中的每一个，双补偿阻抗级可以以单电阻的形式存在，或双补偿阻抗也可以包括一个或多个电阻组件，例如电阻器、闸流管、热敏电阻、电阻器网络、可变电阻、电位计等。双补偿阻抗级同样可设置在部分补偿运放600内。

参考图7，在双补偿运放700的一个实施方式中，双补偿阻抗级可以作为电阻网络被应用到运放502，其中电阻网络中的电阻是选择性地电耦合到非反相输入端V⁺、反相输入端V^-、输出端V_out的电阻或它们的组合。例如，通过在反相端V^-电耦合第二电阻R₂，在正输入端和接地之间电耦合第三电阻R₃，在反相输入端V^-和输出端V_out之间电耦合第四电阻R₄，或这些的组合，双补偿阻抗Z可被应用到运放502。

补偿的运放500、运放600及运放700的多个实施方式可以通过提供双补偿阻抗Z的精确且有用的值的方法中的不同进一步区分，其中双补偿阻抗Z来源于V_os和I_bias的值。为了调节双补偿阻抗Z，需要V_os和I_bias的值，其中V_os和I_bias的值可从传感器、计算、外推法或它们的组合得到。此外，在波动的能量环境中或远程区域中，双补偿阻抗Z需要周期性更新。例如，当运放在实验室、生产设备、或其它校准环境中时，双补偿阻抗Z的值可被设置，之后，运放可安装在车辆上并被送到预期目标工作环境。或者，双补偿阻抗Z的确定可在目标环境中现场进行，其中Z的确定基于以下方法，即直接测量或感测环境参数并外推出必要的补偿。

在某种场景中，如图8所描述的，双补偿阻抗Z可以根据方法800被设置以尽可能消除V_os和I_bias，在方法800中，具体运放的实际零位测量在目标环境或模拟的目标环境中进行(802)。这可以在设备到达远程目标工作环境后进行，或者运放可以在模拟的目标环境中被设置。目标环境可以是或者可以不是实验室校准环境本身，或者等效的地面环境。在804中，可感测运放的电气特性(电压和电流)，从而可在808中确定V_os。例如，V_os可以用以下方法确定，即将两个输入端V⁺和V^-连接在一起，测量V_out，然后除以已知的增益系数A。然后可在810中通过测量两个输入端在运放工作时的漏电流I⁺和I^-并计算它们差异的方法来确定I_bias。最后，可在812中通过获得V_os比I_bias的比值来确定双补偿阻抗Z，以使得运放可以配备补偿电阻，然后将阻抗校正已经就绪的产品供应给用户。在814中双补偿阻抗Z随后被应用到运放，并且在816中设备随后准备好在目标环境中运行。如果运放已经在模拟远端条件的环境中被设置过，则该运放可在开启运行前先被运送到其目标环境。

根据图9A和图9B所示的一个实施方式，双补偿阻抗Z可以被有意设置为在预期水平上补偿一个或两个误差源(V_os和I_bias)。例如，如果运放将用于飞机上的可在具有已知极端温度T的目标环境中操作的航空电子系统，则可提前估计双补偿阻抗Z的值以消除预期的未来环境温度T的影响，而不是被设置为消除当前环境的本地周围温度带来的影响。如图9A和图9B所示，在将设备发送给客户之前，上述工作可以通过在实验室或生产设施为每台设备生成一组校准曲线来实现。例如，可以在校准环境(如实验室)中执行校准方法900以产生校准曲线908和910。校准曲线908和910之后可用于外推符合远程目标环境951(如在某一高度飞行的飞机)条件的阻抗设置912的预测值。具体的运放可先在校准环境901中被测量以确定实验室温度T_c下的输入偏移电压V_os(902)和输入偏置电流I_bias(904)的值。然后在902和904中，可改变校准环境中的温度，并且可进行V_os和I_bias的连续测量以分别产生(906)作为温度T的函数的V_os校准曲线908和I_bias校准曲线910。最后，对于具有已知温度T_t的已知目标环境951，对在目标环境951中使用的双补偿阻抗Z的准确值的预测可通过利用已知温度T_t下的校准曲线908和910计算比值V_os/I_bias来获得，并且随后可对运放进行相应的设置。曲线908和910可以存储在非临时性存储媒介中供以后参考，例如存储在电子存储器中供以后参考，并且校准数据可以随设备一起提供给客户。除了产生基于温度的曲线908和910，还可通过改变其它环境条件(例如改变周围辐射水平)来产生其它曲线。

如果目标环境变化，则图9B所示的方法950可用于更新双补偿阻抗Z的设置。在952中，例如通过现场测量或从新的工作目的地的已知特性确定新的目标温度。在954中，从现有的上述校准曲线908和910中确定双补偿阻抗Z的值。在956中，将新的双补偿阻抗Z的值应用到新目标环境中的运放，然后在958中继续工作直到目标环境在960再次改变，从而触发方法950的反复进行。在954中，双补偿阻抗Z的外推可利用一个或多个处理器半自动地执行以从校准曲线或从衍生自校准曲线的校准表格中提取值，然后以电子的方式进行双补偿阻抗Z的确定。

可选地，如图10A和图10B所示，示例性反馈控制方法1000可用于在变化的目标环境1001中在运放的整个工作中将双补偿阻抗Z维持在准确值。在本实施方式中，利用设置在目标环境1001中示例性反馈控制系统1003，双补偿阻抗Z可以就地自动设置。利用方法1000，双补偿阻抗Z根据目标环境1001中波动的环境条件(例如温度和辐射)的测量来调节。示例性的反馈控制系统1003包括一个或多个能量水平传感器1005，其中能量水平传感器提供指示目标环境的周围能量水平的信号。反馈控制系统1003同样包括一个或多个计算设备1007，其中计算设备至少包括处理器和非临时性存储媒介，例如电子存储器。在1002中，传感器(多个传感器)1005被用于获取信息(例如温度)，所获取的信息将具体周围环境特征化。然后在1004和1006中使用感测到的信息以通过计算、查找表格或其他方法计算确定双补偿阻抗Z的合适值。例如，上述校准曲线908和910可存储在计算设备1007中的电子存储器中。从而，当运放500进入目的地环境时，可通过传感器1005获得温度测量，在1004中可从所存储的校准曲线外推得到误差值V_ost和I_biast，然后可在1006中相应地计算输入阻抗值。然后可在1008中应用双补偿阻抗Z以偏移输入阻抗，直到另一个温度测量变为可用，或者直到温度变化，需要再次更新双补偿阻抗Z。

反馈控制方法1000可通过利用基于处理器的系统1003被实施为自动方法，其中双补偿阻抗Z的确定根据所编程的指令实现，所产生的双补偿阻抗Z的调节响应于来自基于处理器的系统1003的输出信号而被直接应用于运放。本自动反馈控制方法1000的一个优点是过程可以根据需要被多次重复，以保证双补偿阻抗Z随着环境的变化而维持最优地被调节到适于当前环境。第二个优点是反馈控制系统1000不需要人为干预。第三个优点是反馈控制系统1000基于实际周围条件，而不是依赖于有代表性的校准数据的外推。

在另一个实施方式中，如图11A和图11B所示，周期性现场校准方法1100可以在目标环境中利用现场校准设备1101以所选时间间隔实现。示例性的现场校准设备1101可包括电子万用表1103和计算设备1105，电子万用表和计算设备用于从双补偿运放500收集信号和将信号应用于双补偿运放500。校准设备1101可具有不同的形式，例如校准设备1101可位于运放500的外部，或者校准设备1101可设置在包含在运放500内的芯片中。根据现场校准方法1100，在1102中，双补偿运放500可以暂时从工作模式中脱离出来并进入误差调节模式以进行再校准。(可选地，双补偿阻抗Z的值可响应于感测到运放性能的飘移而实时调节)。在再校准期间，可在1104中感测非反相输入处的输入电压和输入电流，可在1106中感测反相输入处的电压和电流。从这些测量中，可在1108和1110中分别确定V_os和I_bias误差，然后可在1112中相应地确定输入阻抗。然后可在1114中通过提供更大或更小的电阻(例如，在双补偿运放500非反相输入处)来应用双补偿阻抗Z，或通过调节R₁、R₂、R₃或R₄中的任何一个(或多个)来实现。一旦在1114中完成阻抗调节，则在1116中运放可回到工作模式直到决策块1118根据显示当前时间间隔是否已经期满的时钟决定另一次更新到来。

前文详细的描述已经通过使用框图、示意图和实例提出了设备和/或过程的多种实施方式。在这些框图、示意图和实例的范围内包括一个或多个功能和/或操作，本领域技术人员应理解的是，通过各种硬件、软件、固件或它们实际的任意组合，这些框图、流程图、或实例中的每一个功能和/或操作都可以被单独地和/或共同地实现。在一个实施方式中，本发明的主题可以通过专用集成电路(ASIC)实现。然而，本领域的技术人员应意识到的是，在此公开的实施方式，全部或者部分，作为一个或多个运行在一个或多个计算机中的计算机程序(例作为一个或多个运行在一个或多个计算机中的程序)，作为一个或多个运行在一个或多个控制器(如微控制器)中的程序，作为一个或多个运行在一个或多个处理器(如微处理器)中的程序，作为固件，或者作为它们实际的任意组合，可以在常规集成电路中等效实现。本领域的技术人员还应意识到的是，根据本公开，电路的设计和/或代码的编写应在本领域普通技术人员的技术范围内。

本领域技术人员应意识到的是，在此列出的方法或算法可以使用额外的步骤、省去一些步骤，和/或以与规定不同的顺畅执行步骤。

另外，本领域技术人员应理解的是，此处讲解的原理，例如校准曲线或查找表格，可以作为各种形式的程序产品被分发，还应理解的是，作为示例的实施方式等效地忽略了用于实现分发的含有信号的媒介的具体类型。含有信号的媒介的例子包括但不限于以下这些：可记录型媒介，如软盘、硬盘、光盘驱动器、数字磁带及计算机存储器。

能够结合以上描述的各种实施方式以提供其他实施方式。对于与本文具体教导和定义并不矛盾的内容来说，在本说明书中提到的所有美国专利，美国专利申请出版物，美国专利申请，外国专利，外国专利申请和非专利出版物的全文都通过引用的方式并入本文。如果有必要使用上述各种专利、申请和出版物的概念，可以修改这些实施方式的方面以进一步提供其他实施方式。

根据上述详细的描述，可对实施方式进行这些以及其他的改动。总体来说，在所附的权利要求中，不应将所使用的术语解释为将权利要求限制到说明书和权利要求书中公开的特定实施方式中，而应被解释为包括所有可能的实施方式连同与这些要求保护的权利要求等同的所有范围。因此，权利要求不由本公开所限制。

于2012年9月10日提交的第13/609107号美国专利申请的全文都通过引用的方式并入本文。

Claims (28)

1.在经历周围能量水平的波动的环境中与运算放大器一起使用的电路，所述运算放大器包括第一输入端、第二输入端、输出端以及内部组件，其中所述第一输入端接收第一输入信号并与第一输入阻抗关联，所述第二输入端接收第二输入信号并与第二输入阻抗关联，所述输出端基于所述第一输入信号和所述第二输入信号产生输出信号，所述内部组件产生输入偏移电压和输入偏置电流，所述电路包括：

双补偿阻抗级，具有双补偿阻抗，其中所述双补偿阻抗在无需平衡所述第一输入阻抗和所述第二输入阻抗的情况下补偿所述输入偏移电压和所述输入偏置电流中的由环境引起的变化。

2.根据权利要求1所述的电路，进一步包括运算放大器，其中所述输入偏移电压和所述输入偏置电流响应于所述周围能量水平的波动而变化。

3.根据权利要求2所述的电路，其中所述双补偿阻抗是所述运算放大器的整体统一部分。

4.根据权利要求1所述的电路，其中所述第一输入端为非反相输入端，所述双补偿阻抗包括增加的第一电阻，所述增加的第一电阻电耦合至所述第一输入端。

5.根据权利要求4所述的电路，其中增加的第一电阻包括电位计，所述电位计可选择性地操作为调节所述双补偿阻抗。

6.根据权利要求1所述的电路，其中所述运算放大器还包括内部偏置清零，并且所述双补偿阻抗被应用于所述第一输入端以补偿所述输入偏置电流。

7.根据权利要求1所述的电路，其中双补偿阻抗与所述输入偏移电压和所述输入偏置电流的比值成比例。

8.根据权利要求7所述的电路，其中所述输入偏移电压的值和所述输入偏置电流的值从在目标环境中操作所述运算放大器时测量的数据确定。

9.根据权利要求7所述的电路，其中所述输入偏移电压的值和所述输入偏置电流的值从存储在非临时性存储媒介中的一组校准数据确定，以补偿预期目标环境中的周围能量水平的影响。

10.根据权利要求9所述的电路，其中通过逻辑电路从所述校准数据推算得到所述输入偏移电压的值和所述输入偏置电流的值。

11.根据权利要求10所述的电路，进一步包括：一个或多个能量水平传感器，并且其中所述逻辑电路包括响应于所述目标环境中的周围能量水平的一个或多个传感器。

12.根据权利要求10所述的电路，其中所述能量水平传感器包括温度传感器和辐射水平传感器中的一个或多个。

13.根据权利要求1所述的电路，其中所述双补偿阻抗的值由模拟的目标环境中获得的数据确定。

14.根据权利要求4所述的电路，其中所述第二输入端为反向输入端，并且所述双补偿阻抗级进一步包括与所述第二输入端电耦合的第二电阻。

15.根据权利要求14所述的电路，其中所述第一电阻的值和所述第二电阻的值是非平衡的，以消除所述输入偏移电压和所述输入偏置电流中的一个或多个的影响。

16.根据权利要求14所述的电路，其中所述第一电阻和所述第二电阻是非平衡的，从而为所述输入偏移电压和所述输入偏置电流中的一个或多个的影响提供过补偿。

17.根据权利要求14所述的电路，其中所述双补偿阻抗级进一步包括接地端，所述接地端与所述第一输入端和第三电阻耦合，所述第三电阻电耦合在所述第一输入端与所述接地端之间。

18.根据权利要求17所述的电路，其中所述双补偿阻抗级进一步包括第四电阻，所述第四电阻电耦合在所述第二输入端与所述输出端之间。

19.对影响运算放大器的周围能量水平的波动进行可变补偿的方法，所述方法包括：

感测所述运算放大器的第一输入端处的第一电压和第一电流；

感测所述运算放大器的第二输入端处的第二电压和第二电流，所述第二输入端电耦合至接地端；

基于所述第一电压与所述第二电压之间的差异确定输入偏移电压；

基于所述第一电流与所述第二电流之间的差异确定输入偏置电流；

从所述输入偏移电压和所述输入偏置电流确定输入阻抗，其中所述输入阻抗根据周围能量水平的波动变化；以及

将所述双补偿阻抗级电耦合到所述运算放大器以补偿所述输入阻抗。

20.根据权利要求19所述的方法，其中电耦合所述双补偿阻抗级包括提供所述第一电阻，所述第一电阻与所述输入偏移电压和所述输入偏置电流的比值成比例。

21.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：

在不同的模拟环境条件中重复感测和确定以产生一组校准数据；以及

从所述校准数据确定用于预期的目标环境中的操作的第一电阻的值。

22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括：在所述目标环境中原地感测周围能量水平，并从所述校准数据和所述周围能量水平确定用于所述目标环境中的运算放大器的操作的第一电阻的值。

23.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：通过在时间间隔期满后重复所述方法来调节所述双补偿阻抗级以适应环境变化。

24.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：在所述第二输入端处提供第二电阻。

25.根据权利要求24所述的方法，其中在所述第一输入端处提供所述第一电阻，并且在所述第二输入端处提供所述第二电阻，产生消除所述输入阻抗的电影响的不平衡。

26.根据权利要求24所述的方法，其中在所述第一输入端处提供所述第一电阻，并且在所述第二输入端处提供所述第二电阻，产生补偿所述输入阻抗的电影响的不平衡。

27.根据权利要求24所述的方法，进一步包括将所述第一输入端接地，并在所述第一输入端与所述接地端之间提供第三电阻。

28.根据权利要求27所述的方法，进一步包括在所述运算放大器的第二输入端与输出端之间提供第四电阻。