今天是瑞盟的一颗运放,他们家的料很齐全:

很有特点

版本号:V0.6,发布日期:2025.06.25 非常新,也输入精密运放的行列了。

这两个图不错,将 MS8188 数据手册中的直方图转换为更直观的 连续分布曲线,更适合分析失调电压特性与温漂能力:

图1:失调电压分布曲线(单位:μV)

峰值位于 0 ~ 0.5μV 区间,超过 25% 的器件集中在此范围;大部分器件失调电压在 ±1.5μV 以内;说明该器件在批量一致性与匹配性方面表现极好。

图2:失调电压温漂分布曲线(单位:nV/°C)

有 约70% 的样品温漂在 1~2 nV/°C;极少数超过 5 nV/°C;体现其斩波架构对于温度漂移的极强抑制能力,非常适合高稳定性测量场景。

有点必拟合,这是什么?这是职业病!以下是对 MS8188 失调电压与温漂特性分布 的高斯拟合结果分析:

失调电压分布(单位:μV)

拟合均值 μ ≈ 0.00 μV:对称于零,说明芯片整体调零准确。

标准差 σ ≈ 1.17 μV:大部分样品(>68%)的失调电压在 ±1.17 μV 以内;数据非常接近理想的高斯分布,具有良好制造一致性。

温漂分布(单位:nV/°C)

拟合均值 μ ≈ 3.50 nV/°C

标准差 σ ≈ 1.71 nV/°C;分布略偏右(高温漂尾部偏长),但整体仍较接近正态特性。

有三个型号,几种不同的封装

型号
通道数
封装
丝印
MS8188-1
单通道
SOP8
8188-1
MS8188-1S
单通道
SOT23-5
8188-1
MS8188-1M
单通道
MSOP8
8188-1M
MS8188-2
双通道
SOP8
8188-2
MS8188-4
四通道
SOP14
MS8188-4
MS8188-4T
四通道
TSSOP14
8188-4T

极限参数

项目
限值
最大供电电压
40 V
输入电压范围
(V−)–0.5V ~ (V+) +0.5V
最大输入电流
±10 mA
工作温度范围
–55°C ~ +150°C
存储温度
–65°C ~ +150°C
ESD 抗扰度(HBM)
±4000 V

反正就是标的有余量

但是这偏置电流是有点大了

倒是温度这个挺好的,运放两输入端流入的偏置电流,影响高阻抗信号源精度。

内部结构(简要)

多级斩波架构(CHOP1 / GM1 / CHOP2);输入滤波器 + Notch Filter + 放大器(GM2, GM3);实现 低噪声 + 零温漂 + EMI 抑制

它的噪音控制的不错,看看怎么个事情?

噪声性能 —— 适合微弱信号处理

30V下测量
   带宽 (Hz)  RMS 噪声 (nV)
0      1.0        43.18
1     10.0        61.09
2    100.0       104.94
3   1000.0       289.65
4  10000.0       901.16

低频段(<10 Hz)使用近似  型谱模拟其斩波技术抑制后的残余噪声(满足数据手册中 180 nVpp)。

高频段(≥10 Hz)为恒定白噪声(9 nV/√Hz)。

积分噪声通过频谱功率密度积分计算 RMS;这说明在低频信号调理(如热电偶、桥式传感器等)中,可控带宽是关键,1~10 Hz 已足以控制总噪声低至几十 nV 级别。

抑制能力(抗干扰)

参数
数值
优异原因
电源抑制比 PSRR 最大 160 dB
极强的电源纹波抑制能力,电源波动不会引起输出偏移
共模抑制比 CMRR 最大 145 dB
保证差分测量精度,即使共模波动(如地电位抖动)也不会影响输出
开环增益 AOL 最大 160 dB
极高的内部增益,保证放大精度和线性度,尤其在缓冲/积分放大器应用中关键

这个其实没什么好说的,现在运放这几个指标都没有什么问题,本身就是负反馈的产物。

接下来就是研究它的噪音性能:

这表格里面是所有会影响噪音性能的参数了,就使用这个东西建模。

结果

优异之处

白噪声密度低:9 nV/√Hz,优于常规 15~20 nV/√Hz 的工业级放大器;电流噪声低(200 fA/√Hz),适用于 >MΩ 高阻抗场景;轨到轨输入输出,全摆幅放大同时维持低噪声;支持±2V~±16V宽电源范围,适配高精度测量电路。

局限:

若应用于 0.1~10 Hz 超低频区域,如高灵敏度热电偶/电化学传感器,建议:

瑞盟MS8188-一颗适合做低速滤波器的精密运放

加入低通滤波/积分器;或采用斩波型/自校零架构的低频优化放大器;在>10 MΩ源阻抗时,电流噪声贡献不可忽略。

MS8188 运放的全频段噪声建模与积分分析
各频段积分噪声结果(单位:nV RMS)

这颗芯片做有源滤波器是个不错的选择,滤波器写的很少,这里就写一下

有源滤波器常见类型

MS8188 噪声在滤波器中的传播机制

运放的输入电压噪声电流噪声会通过滤波器的频率响应函数被“调制”,其对输出总噪声的贡献依赖于频段与滤波器形式:

电压噪声传递机制:

等效为输入源串入 ,其通过传递函数  放大或衰减。

低频段(<10 Hz):1/f 噪声若未滤除 → 主导输出噪声

高频段(>10 kHz):白噪声积分 → 滤波器带宽越宽,输出噪声越大

电流噪声传递机制:

与输入阻抗  相乘形成等效电压噪声:

高输入阻抗(如低通器前级) → 电流噪声影响大

Sallen-Key 二阶低通滤波器

假设设计一个带宽  的低通滤波器:

带内 RMS 噪声贡献(由之前积分结果得):低频 0.1–100 Hz 贡献约 ≈ 100 nV RMS

运放噪声压制能力依赖于滤波器截止频率:越低频率,滤波器越能抑制宽带噪声;但低频会暴露斩波残余或 1/f 噪声 → 选 MS8188 是很合适的平衡点。

电阻值 : 输入电阻 <10kΩ 可忽略电流噪声贡献,避免热噪声过大

电容选型:  建议选用 C0G/NPO 电容,避免陶瓷 X7R/Y5V 带来的失真和噪声注入

MS8188 做有源滤波器的优势

几乎可忽略的输入偏置电流,适配大电阻输入滤波结构;低到 180 nVpp 的 1/f 噪声,滤除后带内干净;支持轨到轨输入输出,适配单电源 / 双电源结构;低温漂(~3 nV/°C)适合长期稳定系统滤波链路。

蓝线:原始运放的输入等效噪声谱(nV/√Hz)

橙线:滤波器输出端的噪声密度谱(考虑传递函数调制后)

灰虚线:滤波器截止频率(100 Hz)

总积分噪声(滤波器输出):

总噪声

由于是 100 Hz 截止的低通滤波器,大幅度抑制了高频宽带噪声,仅低频与中频段噪声残留;1/f 噪声的平稳段非常小,因此 MS8188 是高精度滤波系统的优选;

适用于:模数转换(ADC)前级;仪器放大器与电桥滤波器链路;低频传感器读出前滤波(如地磁、压力、热电偶)。

可以多仿真几个数据看看其它的噪音情况
   截止频率 (Hz)  输出 RMS 噪声 (nV)
0         10          6635.2
1        100         21067.3
2       1000         66647.6
3      10000        210766.7

不同截止频率下,MS8188 构成的 Sallen-Key 二阶低通滤波器在全频噪声建模基础上的 输出 RMS 噪声

截止频率(fc)
输出 RMS 噪声(nV)
10 Hz
≈ 6.6 μV
100 Hz
≈ 21.1 μV
1 kHz
≈ 66.6 μV
10 kHz
≈ 210.8 μV
  1. 输出噪声随截止频率呈线性倍增趋势

    每提升 10 倍带宽,噪声 RMS 增加约 3.16 倍(√10),符合 带宽-噪声平方积分关系;可以可用来估算高带宽系统的噪声上限。

  2. 10 Hz 滤波器适用于极低噪声测量:可压制几乎所有高频干扰和宽带白噪声;唯一要关注的是 1/f 噪声与斩波式放大器残余;

  3. 10 kHz 带宽时噪声高达 200 μV 等级:适用于音频、超声、激光测距等场景;若后端为 ADC,需保证 ADC 的输入范围与分辨率可以承载如此噪声。