摘要：在石油测井职业中伽玛能谱的丈量是一种很重要的测井办法，本文结合脉冲中子能谱丈量，对伽玛脉冲峰值检测做了研讨，使用微分、延时电路及FPGA器材，能很好地检测到伽玛信号的峰值，由试验成果可知，峰值检测的线性度根本满意能谱丈量的需求。
0 导言
石油作为一种战略资源，越来越遭到世界各国的注重;但石油又是一种不行再生的动力，跟着世界经济的不断发展，对石油的需求量也越来越大。因而为了科学合理地挖掘有限的石油资源，人们创造各式各样的测井办法，其间非弹、抓获及活化等能谱丈量已成为测井的一个重要分支，这些参数能反映油田剩下油和剩余油饱和度等目标，要想得到好的能谱，首要有必要要有好的峰值检测及坚持电路，本文首要针对能谱数据丈量过程中的峰值检测及坚持部分作了剖析，使用微分及延时电路和Verilog言语完成了伽玛信号的峰值检测和坚持，为能谱收集供给了—个好的处理方案。
1 伽玛信号的获取
任何信号的获取都是要经过传感器的，伽玛信号的传感器咱们称之为伽玛信号探测器，首要是由闪耀体、光电倍增管及高压电源组成，现在常用的闪耀体有溴化镧、BGO和碘化钠等，文中选取碘化钠晶体与光电倍增管及高压电源组成的探测器来获取伽玛信号。
如图1，当伽玛射线打到闪耀体上，闪耀领会发生光子，这些光子经过光导介质送达光电倍增管处，在高压电源的效果下，光电信号在一步一步增强，终究构成如图1的A处的一个负的伽玛电信号，这个信号经过前放电路调整成咱们需求的脉宽和起伏信号后即可进行峰值检测的处理。
2 伽玛信号的调度
得到了负伽玛信号的后，首要咱们要对其进行调度，得到咱们想要的脉宽和起伏信号，如图2，首要经过反向扩大器，在反向扩大的一起对信号进行小起伏的积分处理，把信号脉宽展宽至1.5μs左右。关于信号扩大的起伏则是由咱们要丈量的能量及ADC器材的输入规模决议的。文中丈量的伽玛射线的能量是0.8 MeV～10 MeV，ADC输入为0～8 V，因而能够将整个丈量的能量区域转换成电压信号，即为0.64 V～8 V，要做到精确地调整扩大倍数要用铯源来标定，这不是文中要点，这儿就不做过多介绍了。当信号扩大倍数调整完成后，因为信号的堆积或是运放参数的不稳定，会呈现信号违背基线的现象，因而咱们电路采用了有源的双二极管基线康复办法，使得信号的开始方位总在零电平的方位，为测能谱数据奠定了根底。
3 峰值检测及采样坚持电路
峰值检测电路的电路图如图3，其间HOLD是坚持信号，GR是前放电路扩大后的伽玛信号，Threshold用于设定检测信号的最小值，也便是大于该门槛电压的伽玛信号才会被检测峰值，否则不予检测，该值能够同DA给出，或是接到某固定的电平上，ReHold是峰值检测后的峰值坚持值，DePeak是峰值检测信号，这以后沿便是检测到的峰值，DeSig是伽玛信号的检测信号。
从GR处接入伽玛信号，经过跟从器U1A分红三路信号，如图3中所标示的1、2、3，首要看信号1，该信号经过电阻R12进入了比较器U5A，与给定门槛电压进行比较，然后输出伽玛检测信号DeSig，其次信号2经过U3A进行了微分处理，然后经过U4A的过零检测，会检测到大于门槛电压Threshold的伽玛信号的峰值方位，如DePeak处所示，上升沿便是检测到的峰值方位，这儿的过零检测是指广义过零检测，实践检测的电压是-130 mV和-150 mV的双门槛检测，首要为了避免检测方位的颤动。
4 FPGA的合作时序
FPGA器材是一种可编程逻辑器材，具有集成度高、可靠性好、规划周期短、开发费用低、实时性好等特色。经过对前面得到了伽玛检测信号DeSig和伽玛峰值检测信号DePeak的处理，用FPGA给出坚持信号HOLD，当HOLD信号到来时，MOS管Q2翻开，这使得Q1封闭，然后坚持%&&&&&%C4上一向坚持了伽玛信号的峰值，如图3中ReHold处所示。因为信号都是微秒级信号，HOLD信号有必要在DePeak信号的上升沿实时的给出，否则就无法坚持到峰值方位，因而实时的HOLD信号生成是有必要处理的问题。时序框图如图4，其间SigRflag为DeSig上升沿标志位，SigFflag为DeSig下降沿标志位，PeakFflag为DePeak下降沿标志位，PeakRflag为DePeak上升沿标志位。
5 试验成果
用信号源发生一脉宽为1.5μs的伽玛信号，其起伏从0.6 V～8 V，每隔0.1 V测验一个坚持数据，测验成果如图5，其间Vr是信号源设定伽玛信号起伏，Vh是峰值检测电路坚持后信号起伏，由该图显着看出该峰值检测电路的线性度较好，能满意能谱丈量的需求。
6 定论
本文针对伽玛能谱的丈量规划了一种峰值检测电路，该电路合作FPGA电路模块，能有用的得到伽玛信号的峰值，且具有很好的线性度，满意能谱丈量的需求。
