本實(shí)用新型涉及放大電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種側(cè)向測(cè)井儀用前置放大電路。

背景技術(shù)：

在油氣井中使用電阻率測(cè)井是尋找和定量確定油氣存在的基本方法，而側(cè)向測(cè)井儀是進(jìn)行電阻率測(cè)井的主要儀器，側(cè)向測(cè)井儀更是能夠適應(yīng)于薄層和薄互層等特殊地層的高端側(cè)向儀器，而前置放大電路是側(cè)向儀器中電子線路的必備電路，主要用來(lái)放大微弱的地層信號(hào)，其穩(wěn)定性和抗干擾性的優(yōu)劣對(duì)側(cè)向測(cè)井測(cè)井的質(zhì)量起到重要的作用。

目前，國(guó)內(nèi)側(cè)向測(cè)井儀的前置放大電路中前端信號(hào)采用變壓器隔離放大，利用變壓器信號(hào)的互感原理實(shí)現(xiàn)電極信號(hào)的求和及差分合成，然后再經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大電路實(shí)現(xiàn)增益的調(diào)整。

國(guó)內(nèi)側(cè)向測(cè)井儀的電極輸出信號(hào)采用變壓器隔離放大，由于側(cè)向測(cè)井儀的頻率比較低，最低只有35Hz，所以需要變壓器的磁芯體積很大，占用了很大的空間，對(duì)儀器的小型化不利，另一方面，由于變壓器中的互感端線圈匝數(shù)難于做到完全一致，各個(gè)磁芯的磁導(dǎo)率也不會(huì)完全相同，因此，電極信號(hào)的差分信號(hào)放大倍數(shù)很難做到一致，離散型比較差，電路間的互換性比較差，也增加了電路的調(diào)試?yán)щy。

同時(shí)，運(yùn)算放大電路采用分立器件，由于分立元器件的參數(shù)離散型比較大，從而使得電路中各通道的一致性比較差，同時(shí)，每個(gè)電路的參數(shù)一致性也會(huì)比較差，互換性差。

鑒于此，特提出此實(shí)用新型。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種側(cè)向測(cè)井儀用前置放大電路，能夠?qū)崿F(xiàn)側(cè)向測(cè)井儀電極輸出信號(hào)的差分及求和運(yùn)算，且體積較小。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種側(cè)向測(cè)儀井用前置放大電路，包括第一差分單元、第二差分單元以及求和單元，所述第一差分單元的輸入端與高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第一輸出電極連接，所述第二差分單元的輸入端與高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第二輸出電極連接，所述第一差分單元以及第二差分單元的輸出端與求和單元的輸入端連接，所述第一差分單元、第二差分單元以及求和單元由外部電源供電。

進(jìn)一步，所述第一差分單元包括儀表放大器N1，所述儀表放大器N1的負(fù)輸入端通過(guò)電阻R1與側(cè)向高分辨率測(cè)井儀第一輸出電極的負(fù)輸出連接，且通過(guò)電阻R3接地，所述儀表放大器N1的正輸入端通過(guò)電阻R2與高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第一輸出電極的正輸出連接，且通過(guò)電阻R4接地，所述儀表放大器N1的第一增益端通過(guò)電阻R5與其第二增益端連接，所述儀表放大器N1的輸出端連接所述求和單元的輸入端連接，所述儀表放大器N1的正電源端與外接電源的正極連接，所述儀表放大器N1的負(fù)電源端與外接電源的負(fù)極連接，所述儀表放大器N1的接地端接地。

進(jìn)一步，所述第二差分單元包括儀表放大器N2，所述儀表放大器N2的負(fù)輸入端通過(guò)電阻R6與高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第二輸出電極的負(fù)輸出連接，且通過(guò)電阻R8接地，所述儀表放大器N2的正輸入端通過(guò)電阻R7與高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第二輸出電極的正輸出連接，且通過(guò)電阻R9接地，所述儀表放大器N2的第一增益端通過(guò)電阻R10與其第二增益端連接，所述儀表放大器N2的輸出端連接所述求和單元的輸入端連接，所述儀表放大器N2的正電源端與外接電源的正極連接，所述儀表放大器N2的負(fù)電源端與外接電源的負(fù)極連接，所述儀表放大器N2的接地端接地。

進(jìn)一步，所述求和單元包括運(yùn)算放大器N3，所述運(yùn)算放大器N3的負(fù)輸入端通過(guò)電阻R11與所述儀表放大器N1的輸出端連接，且通過(guò)電阻R12與所述儀表放大器N2的輸出端連接，且通過(guò)電阻R13與其輸出端連接，所述運(yùn)算放大器N3的正輸入端通過(guò)電阻R14端接地，所述運(yùn)算放大器N3的正電源端與外接電源的正極連接，所述運(yùn)算放大器N3的負(fù)電源端與外接電源的負(fù)極連接，所述運(yùn)算放大器N3的輸出端為前置放大電路的輸出。

進(jìn)一步，所述儀表放大器N1的正電源端通過(guò)電容C1接地，所述儀表放大器N1的負(fù)電源端通過(guò)電容C2與其接地端連接。

進(jìn)一步，所述儀表放大器N2的正電源端通過(guò)電容C3接地，所述儀表放大器N2的負(fù)電源端通過(guò)電容C4與其接地端連接。

進(jìn)一步，所述運(yùn)算放大器N3的正電源端通過(guò)電容C5接地，所述儀表放大器N3的負(fù)電源端通過(guò)電容C6接地。

進(jìn)一步，所述儀表放大器N1、儀表放大器N2以及運(yùn)算放大器N3均為裸芯片，所述電阻R1～R14均為經(jīng)過(guò)激光精密調(diào)阻的燒結(jié)電阻，所述電容C1～C6均為硅電阻。

本實(shí)用新型的有益效果是：

(1)第一差分單元以及第二差分單元對(duì)側(cè)向測(cè)井儀的兩路輸出分別進(jìn)行差分運(yùn)算，然后二者的輸出通過(guò)求和單元進(jìn)行求和運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)了側(cè)向測(cè)井儀輸出的前置放大。

(2)儀表放大器N1、儀表放大器N2以及運(yùn)算放大器N3均為裸芯片，與變壓器相比，極大的減小了電路的體積，有利于儀器的小型化。

(3)儀表放大器N1與儀表放大器N2間的增益誤差為60dB，因此，采用儀表放大器N1與儀表放大器N2進(jìn)行差分放大，電路間的一致性很好，電路間可以實(shí)現(xiàn)完全互換，互換性好。

(4)儀表放大器N1與儀表放大器N2的共模抑制比為90dB，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)電極信號(hào)的完全差分放大，使得共模抑制比得到極大提高，信號(hào)間的共模信號(hào)干擾得到了有效抑制。

(5)電阻R1～R14均為經(jīng)過(guò)激光精密調(diào)阻的燒結(jié)電阻，保證了電極信號(hào)放大的一致性，進(jìn)一步保證了電路的調(diào)試方便性，以及電路的互換性。

附圖說(shuō)明

圖1為一種側(cè)向測(cè)井儀用前置放大電路的電路圖；

圖2為一種側(cè)向測(cè)井儀用前置放大裝置的原理圖；

圖3為一種側(cè)向測(cè)井儀用前置放大裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3中的A-A視圖；

圖中：1-電路板，2-金屬外殼，3-管腳。

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其它類同實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一：

如圖1所示，一種側(cè)向測(cè)儀井用前置放大電路，包括第一差分單元、第二差分單元以及求和單元，所述第一差分單元的輸入端與高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第一輸出電極連接，所述第二差分單元的輸入端與高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第二輸出電極連接，所述第一差分單元以及第二差分單元的輸出端與求和單元的輸入端連接，所述第一差分單元、第二差分單元以及求和單元由外部電源供電。

所述第一差分單元包括儀表放大器N1，所述儀表放大器N1的負(fù)輸入端通過(guò)電阻R1與高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第一輸出電極的負(fù)輸出連接，且通過(guò)電阻R3接地，所述儀表放大器N1的正輸入端通過(guò)電阻R2與高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第一輸出電極的正輸出連接，且通過(guò)電阻R4接地，所述儀表放大器N1的第一增益端通過(guò)電阻R5與其第二增益端連接，電阻R5用于調(diào)節(jié)儀表放大器N1的放大倍數(shù)，所述儀表放大器N1的輸出端連接所述求和單元的輸入端連接，儀表放大器N1完成高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第一輸出電極以及其第二輸出電極輸出信號(hào)的差分運(yùn)算。

所述儀表放大器N1的正電源端與外接電源的正極連接，且通過(guò)電容C1接地，所述儀表放大器N1的負(fù)電源端與外接電源的負(fù)極連接，且通過(guò)電容C2與其接地端連接，電容C1以及C2構(gòu)成儀表放大器N1的電源濾波電路，所述儀表放大器N1的接地端接地。

所述第二差分單元包括儀表放大器N2，所述儀表放大器N2的負(fù)輸入端通過(guò)電阻R6與高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第二輸出電極的負(fù)輸出連接，且通過(guò)電阻R8接地，所述儀表放大器N2的正輸入端通過(guò)電阻R7與高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第二輸出電極的正輸出連接，且通過(guò)電阻R9接地，所述儀表放大器N2的第一增益端通過(guò)電阻R10與其第二增益端連接，電阻R10用于調(diào)節(jié)儀表放大器N2的放大倍數(shù)，所述儀表放大器N2的輸出端連接所述求和單元的輸入端連接，儀表放大器N2完成高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第一輸出電極以及其第二輸出電極輸出信號(hào)的差分運(yùn)算。

所述儀表放大器N2的正電源端與外接電源的正極連接，且通過(guò)電容C3接地，所述儀表放大器N2的負(fù)電源端與外接電源的負(fù)極連接，且通過(guò)電容C4與其接地端連接，電容C3以及C4構(gòu)成儀表放大器N2的電源濾波電路，所述儀表放大器N2的接地端接地。

所述求和單元包括運(yùn)算放大器N3，所述運(yùn)算放大器N3的負(fù)輸入端通過(guò)電阻R11與所述儀表放大器N1的輸出端連接，且通過(guò)電阻R12與所述儀表放大器N2的輸出端連接，且通過(guò)電阻R13與其輸出端連接，所述運(yùn)算放大器N3的正輸入端通過(guò)電阻R14端接地，所述運(yùn)算放大器N3的正電源端與外接電源的正極連接，且通過(guò)電容C5接地，所述運(yùn)算放大器N3的負(fù)電源端與外接電源的負(fù)極連接，且通過(guò)電容C6接地，電容C5以及C6構(gòu)成運(yùn)算放大器N3的電源濾波電路，所述運(yùn)算放大器N3的輸出端為前置放大電路的輸出。

所述儀表放大器N1、儀表放大器N2以及運(yùn)算放大器N3均為裸芯片，與變壓器相比，極大的減小了電路的體積，有利于儀器的小型化；所述電阻R1～R14均為經(jīng)過(guò)激光精密調(diào)阻的燒結(jié)電阻，所述電容C1～C6均為硅電阻。

儀表放大器N1以及儀表放大器N2對(duì)高分辨率側(cè)向測(cè)井儀的兩路輸出分別進(jìn)行差分運(yùn)算，然后二者的輸出通過(guò)運(yùn)算放大器N3進(jìn)行求和運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)了高分辨率側(cè)向測(cè)井儀電極輸出信號(hào)的的前置放大。

本實(shí)用新型中，儀表放大器N1與儀表放大器N2間的增益誤差為60dB，因此，采用儀表放大器N1與儀表放大器N2進(jìn)行差分放大，電路間的一致性很好，電路間可以實(shí)現(xiàn)完全互換，互換性好，電阻R1～R14均為經(jīng)過(guò)激光精密調(diào)阻的燒結(jié)電阻，保證了電極信號(hào)放大的一致性，進(jìn)一步保證了電路的調(diào)試方便性，以及電路的互換性；另外，儀表放大器N1與儀表放大器N2的共模抑制比為90dB，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率側(cè)向測(cè)井儀電極輸出信號(hào)的完全差分放大，使得共模抑制比得到極大提高，信號(hào)間的共模信號(hào)干擾得到了有效抑制。

實(shí)施例二：

如圖2～3所示，一種側(cè)向測(cè)井儀用前置放大裝置，包括電路板1、第一前置放大電路、第二前置放大電路以及管腳2，所述第一前置放大電路以及第二前置放大電路設(shè)于電路板上表面，所述管腳設(shè)于電路板下表面，所述管腳總共為兩列，兩列管腳平行設(shè)置，且兩列管腳間距為15.24mm，其中一列管腳順序設(shè)有1腳～12腳，各腳之間的間距相等，為2.54mm，另一列逆序設(shè)有13腳～24腳，各腳之間的間距相等，為2.54mm，所述電路板1外封裝有金屬外殼3，所述電路板1封裝后長(zhǎng)、寬、高的尺寸分別為35mm、20.5mm、5mm。

所述第一前置放大電路包括第一差分單元、第二差分單元以及第一求和單元，所述第二前置放大電路包括第三差分單元、第四差分單元以及第二求和單元。

所述第一差分單元包括儀表放大器N1，所述儀表放大器N1的負(fù)輸入端通過(guò)電阻R1與1腳連接，且通過(guò)電阻R3與3腳連接，所述3腳接地，所述儀表放大器N1的正輸入端通過(guò)電阻R2與2腳連接，且通過(guò)電阻R4與3腳連接，所述1腳外接高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第一輸出電極的負(fù)輸出，所述2腳外接高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第一輸出電極的正輸出，所述電阻R1、R2的阻值為10K，所述電阻R3、R4的阻值為100K，所述儀表放大器N1的第一增益端與23腳連接，所述儀表放大器N1的第二增益端與24腳連接，可通過(guò)23腳與24腳之間串接電阻R5實(shí)現(xiàn)儀表放大器N1的放大倍數(shù)，本實(shí)施例優(yōu)選電阻R5的阻值為49.4K，儀表放大器N1的放大倍數(shù)為2，所述儀表放大器N1的輸出端連接所述第一求和單元的輸入端連接。

所述儀表放大器N1的正電源端與19腳連接，所述19腳外接12v電源正極，且通過(guò)電容C1與3腳連接，所述儀表放大器N1的負(fù)電源端與13腳連接，所述13腳外接12v電源負(fù)極，且通過(guò)電容C2與其接地端連接，所述儀表放大器N1的接地端與3腳連接，所述電容C1、C2電容大小為0.01μ，電容C1以及C2構(gòu)成儀表放大器N1的電源濾波電路。

所述第一差分單元包括儀表放大器N2，所述儀表放大器N2的負(fù)輸入端通過(guò)電阻R6與4腳連接，且通過(guò)電阻R7與6腳連接，所述6腳接地，所述儀表放大器N2的正輸入端通過(guò)電阻R7與5腳連接，且通過(guò)電阻R9與6腳連接，所述4腳外接高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第二輸出電極的負(fù)輸出，所述5腳外接高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第二輸出電極的正輸出，所述電阻R6、R7的阻值為10K，所述電阻R8、R9的阻值為100K，所述儀表放大器N2的第一增益端與20腳連接，所述儀表放大器N2的第二增益端與21腳連接，可通過(guò)20腳與21腳之間串接電阻R10實(shí)現(xiàn)儀表放大器N2的放大倍數(shù)，本實(shí)施例優(yōu)選電阻R10的阻值為49.4K，儀表放大器N2的放大倍數(shù)為2，所述儀表放大器N2的輸出端連接所述第二求和單元的輸入端連接。

所述儀表放大器N2的正電源端與19腳連接，且通過(guò)電容C3與4腳連接，所述儀表放大器N2的負(fù)電源端與13腳連接，且通過(guò)電容C4與其接地端連接，所述儀表放大器N2的接地端與6腳連接，所述電容C3、C4電容大小為0.01μ，電容C3以及C4構(gòu)成儀表放大器N2的電源濾波電路。

所述第一求和單元包括運(yùn)算放大器N3，所述運(yùn)算放大器N3的負(fù)輸入端通過(guò)電阻R11與所述儀表放大器N1的輸出端連接，且通過(guò)電阻R12與所述儀表放大器N2的輸出端連接，且通過(guò)電阻R13與其輸出端連接，所述運(yùn)算放大器N3的正輸入端通過(guò)電阻R14與3腳連接，所述電阻R11～R13阻值為5K，電阻R14阻值為1.67K，所述運(yùn)算放大器N3的正電源端與19腳連接，且通過(guò)電容C5與3腳連接，所述運(yùn)算放大器N3的負(fù)電源端與13腳連接，且通過(guò)電容C6與3腳連接，所述電容C5、C6電容大小為0.01μ，電容C5以及C6構(gòu)成運(yùn)算放大器N3的電源濾波電路，所述運(yùn)算放大器N3的輸出端為第一前置放大電路的輸出。

所述第三差分單元包括儀表放大器N4，所述儀表放大器N4的負(fù)輸入端通過(guò)電阻R15與7腳連接，且通過(guò)電阻R17與9腳連接，所述9腳接地，所述儀表放大器N4的正輸入端通過(guò)電阻R16與8腳連接，且通過(guò)電阻R18與9腳連接，所述7腳外接高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第一輸出電極的負(fù)輸出，所述8腳外接高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第一輸出電極的正輸出，所述電阻R15、R16的阻值為10K，所述電阻R17、R18的阻值為100K，所述儀表放大器N4的第一增益端與17腳連接，所述儀表放大器N4的第二增益端與18腳連接，可通過(guò)17腳與18腳之間串接電阻R19實(shí)現(xiàn)儀表放大器N4的放大倍數(shù)，本實(shí)施例優(yōu)選電阻R19的阻值為49.4K，儀表放大器N4的放大倍數(shù)為2，所述儀表放大器N4的輸出端連接求和所述第二求和單元的輸入端連接。

所述儀表放大器N4的正電源端與19腳連接，且通過(guò)電容C7與9腳連接，所述儀表放大器N4的負(fù)電源端與13腳連接，且通過(guò)電容C8與其接地端連接，所述儀表放大器N4的接地端與9腳連接，所述電容C7、C8電容大小為0.01μ，電容C7以及C8構(gòu)成儀表放大器N4的電源濾波電路。

所述第四差分單元包括儀表放大器N5，所述儀表放大器N5的負(fù)輸入端通過(guò)電阻R20與10腳連接，且通過(guò)電阻R22與12腳連接，所述12腳接地，所述儀表放大器N5的正輸入端通過(guò)電阻R21與11腳連接，且通過(guò)電阻R23與12腳連接，所述10腳外接高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第二輸出電極的負(fù)輸出，所述11腳外接高分辨率側(cè)向測(cè)井儀第二輸出電極的正輸出，所述電阻R20、R21的阻值為10K，所述電阻R22、R23的阻值為100K，所述儀表放大器N5的第一增益端與14腳連接，所述儀表放大器N5的第二增益端與15腳連接，可通過(guò)14腳與15腳之間串接電阻R24實(shí)現(xiàn)儀表放大器N5的放大倍數(shù)，本實(shí)施例優(yōu)選電阻R24的阻值為49.4K，儀表放大器N5的放大倍數(shù)為2，所述儀表放大器N5的輸出端連接所述第二求和單元的輸入端連接。

所述儀表放大器N5的正電源端與19腳連接，且通過(guò)電容C9與12腳連接，所述儀表放大器N5的負(fù)電源端與13腳連接，且通過(guò)電容C10與其接地端連接，所述儀表放大器N5的接地端與12腳連接，所述電容C9、C10電容大小為0.01μ，電容C9以及C10構(gòu)成儀表放大器N5的電源濾波電路。

所述第二求和單元包括運(yùn)算放大器N6，所述運(yùn)算放大器N6的負(fù)輸入端通過(guò)電阻R25與所述儀表放大器N4的輸出端連接，且通過(guò)電阻R26與所述儀表放大器N5的輸出端連接，且通過(guò)電阻R27與其輸出端連接，所述運(yùn)算放大器N6的正輸入端通過(guò)電阻R28與9腳連接，所述電阻R25～R26阻值為5K，電阻R28阻值為1.67K，所述運(yùn)算放大器N6的正電源端與19腳連接，且通過(guò)電容C11與9腳連接，所述運(yùn)算放大器N6的負(fù)電源端與13腳連接，且通過(guò)電容C12與9腳連接，所述電容C11、C12電容大小為0.01μ，電容C11以及C12構(gòu)成運(yùn)算放大器N6的電源濾波電路，所述運(yùn)算放大器N6的輸出端為第二前置放大電路的輸出。

本實(shí)施例中電阻R1～R28均為經(jīng)過(guò)激光精密調(diào)阻的燒結(jié)電阻，且均使用電阻漿料和金漿料燒結(jié)在所述電路板1上，電容C1～C12均為硅電容，且均采用工晶焊的方法固定在所述電路板1上，所述儀表放大器N1、N2、N4、N5以及運(yùn)算放大器N3、N6均采用工晶焊的方法固定在所述電路板1上。

本實(shí)施例的一種側(cè)向測(cè)井儀用前置放大裝置可同時(shí)完成兩個(gè)側(cè)向測(cè)井儀電極輸出的差分放大運(yùn)算。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。