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发表于 2025-1-20 09:41:37
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理想的运放积分电路是这样的：
在积分过程中，因为运放的正输入端接AGND，所以运放会一直维持其负输入端也一直为零。对于理想运放这完全没有什么问题。但是实际的运放有输入偏置电流（input bias current）的存在，实际运放的带宽也是有限的所以输入阻抗： Z=1/(2Pi*fBGW*C)也不是真正的无限大。这样一来就会使得负输入端的电位与AGND还是有一些差异的，这个差异就来自于（input bias current）* 1/(2Pi*fBGW*C)。如果这个微小的差异是一个固定值也没什么大的问题，因为可以作为一个offset项校准掉就可以了。但是fBGW恰恰是随着负载（积分电流）动态变化的，这样就不可避免的产生了非线性误差。如果对于一个高位的DMM来讲，这是一个不能忽视的因素。
从另一个角度来看，现实世界的运放很难做到所有的参数都兼顾于一身：简单来讲，精度高的很难做到速度快，速度快的也很难精度高，输入偏置电流小的噪声又做不了太低，外加功耗，电压范围，温度特性零点特性输出特性的差异化，几大模拟器件厂商投放了几百上千个型号的运放，除去太老的型号逐渐淘汰，维持出货的也一直有几百个型号。
基于这些现实，实际的高位DMM的积分电路无一例外都是多个运放组合实现的，34401是双运放组合（OP27+AD711），6581是双运放组合（OP177+LT1056）, 3458则是3运放组合（LT1001+LM6361+AD848）。这几个组合，第一个都是精密型运放（至少在当时是），而后边的运放是高速但不那么精密的型号。
借用一下下边的这个图（忽略运放型号），这是一个典型的双OP的积分电路：
第一个采用精密运放，使得负输入端与AGND有尽可能小的误差，其输出端驱动的是电阻而不是电容，尽可能使得负载稳定，这样尽管其fBGW有限但offset也基本恒定。后一级采用快速运放驱动电容充放电。
简单来讲就是这样，当然较新型号的运放已经做得各项参数比较均衡了，比如有人测试过用OPA140单颗OP做积分电路就可以支持实现6.5位的DMM，这也不算奇怪，但另一方面，现在新生产的3458仍然使用LT1001这颗上古时代的精密运放，只不过是SO-8贴片封装的。 |
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发表于 2025-1-20 10:32:20
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