石油测井仪器电子之：高温低噪声仪表放大器

高温低噪声仪表放大器是井下仪器电子舱的核心前端信号调理模块，广泛应用于各种测井方法。

一、测井应用

1.电阻率/电导率测井：

应用：放大电极系阵列测量地层电阻率的微弱电位差信号（通常为 μV 级）。

要求：极高的 CMRR 以抑制钻井液和地层中的强共模干扰；极低噪声以分辨微弱的地层信号；高输入阻抗以避免加载电极。

2.自然电位测井：

应用：放大移动电极与参考电极之间由电化学作用产生的非常微弱的直流或低频电压信号。

要求：极低的电压噪声（尤其是 0.1-10Hz 频段）；极低的输入偏置电流和电流噪声（避免极化电极）；优异的长期稳定性和低温漂。

3.声波测井：

应用：放大压电或磁致伸缩换能器接收到的微弱声波信号（纵波、横波、斯通利波）。

要求：低噪声（宽带噪声，影响信噪比和首波检测）；足够的带宽（通常几百 kHz 至 MHz）；良好的瞬态响应；可能需要可编程增益以适应不同地层衰减。

4.核测井 (如自然伽马、密度、中子孔隙度)：

应用：放大闪烁探测器（如光电倍增管或固态探测器）输出的前置放大器信号，或直接放大某些探测器的输出电流/电压脉冲。

要求：低噪声（对提高能谱分辨率至关重要）；良好的线性度；可能需要快速的建立时间处理脉冲信号。

5.地层测试器/压力测量：

应用：放大应变式或压阻式压力传感器输出的微弱差分毫伏信号。

要求：低噪声（提高压力分辨率）；低温漂和高稳定性（保证长期压力测量精度）；高 CMRR。

6.井径/井眼成像：

应用：放大用于测量井径的位移传感器（如 LVDT）或成像仪的电极/声学传感器信号。

要求：低噪声（提高成像分辨率和井径测量精度）；良好的线性度；可能需要多通道集成。

二、代表型号

ZTINA89 是一款超低噪声仪表放大器，由青岛智腾微电子有限公司研制，用于在大共模电压和高温情况下测量小信号。专门针对高温工作环境而设计，并采用介质隔离工艺，以避免高温时产生漏电流。所选设计架构可以补偿高温时的低 VBE 电压。ZTINA89 擅长测量微小信号，可提供业界领先的 1 nV/√Hz 输入噪声性能。ZTINA89具有高共模抑制比（CMRR），可防止干扰信号破坏数据采集。CMRR 随着增益提高而提高，能够在最需要的时候提供高抑制性能。ZTINA89 具有出色的失真性能，能够用在振动分析等要求苛刻的应用中。增益通过单个电阻设置，增益范围为 1 至 1000。用户可以利用参考引脚使输出电压偏移。与模数转换器接口时，此特性会很有用。

特性

1.工作温度高达 210°C

2.低噪声

-- 输入噪声：1 nV/√Hz

-- 输出噪声：45 nV/√Hz

3.高共模抑制比(CMRR)

-- 128 dB（最小值，G = 100）

-- 80 dB （最小值，5 kHz，G = 1）

4.出色的交流规格

-- 带宽：15 MHz (G = 1)

-- 带宽：1.2 MHz (G = 100)

-- 压摆率：22 V/μs

-- 总谐波失真（THD）：130 dBc（1 kHz，G = 1）

5.多功能

-- ±4 V 至±17 V 双电源供电

-- 增益通过单个电阻设置（G = 1 至 1000）

外形尺寸