随钻声波测井是一门综合了钻井技术、声波测井理论、数字信号处理及电路设计等多学科的应用技术，利用随钻声波测井仪器获取的数据可以进行地质导向和地层评价。随钻声波测井仪器除需要适应高温、高压、小体积和一定的机械强度外，还需要有效隔离井下及钻铤波噪声并尽可能提高信噪比和对实现波形信号的实时采集与处理。高效的电源设计与激励电路和有效的滤波与处理算法是随钻声波测井两项关键技术，也是保障仪器长时间可靠有效工作的两项重要手段。　　本文借鉴电缆声波测井仪器的相关技术，针对随钻声波测井的特殊要求，优化设计了一套适用于随钻声波测井工程的电路系统，实现了对地层声波信号的采集、存储、自适应滤波、声速的提取等功能。新系统的优势体现为:在采集控制系统中加入集成度高的存储芯片，提高了数据存储的理论时长;在模拟信号调理系统中地加入了高阶有源模拟滤波器，大幅度抑制了低频噪声信号;优化设计了一套能够在高温环境下长时间稳定工作的电源系统，使得整体电能利用率得到了提高;在井下随钻声波信号的处理中提出并运用了软阀值EMD算法和改进的STC算法，优化了声波曲线的基线，提高了阵列声波信号的相关度，减少了数据量。论文的主要成果为:　　第一，本文提出了一套以DSP+FPGA为架构的采集控制电路系统设计方案。该系统充分利用了DSP运算能力强的特点，能够在井下对信号进行实时快速的处理;FPGA作为DSP的接口拓展及数据缓存单元，完成了对其他功能芯片的控制和数据传输;首次在随钻电路系统中加入两片高集成度的存储芯片，将测井时间理论值延长至30天;采用高分辨率的ADC芯片同时对4路模拟信号进行采集，采样率最高可达200kSPS;将全部数字模块集成于同一电路板，减少了占用空间。　　第二，本文详细描述了模拟信号调理电路的设计和实现过程。其中，创新性地加入了11阶高通有源模拟滤波器，实现了在2kHz过渡带内完成60dB的衰减，使得4kHz以下的低频噪声信号衰减达到1000倍以上;采用宽范围的动态程控增益系统，增益范围达到-20dB～70dB，能够实现信号幅度的宽范围测量。　　第三，本文详细研究了开关型DC-DC的工作原理和设计要点，并仿真和实现了一套能够在高温环境下长时间稳定工作的高效电源系统。该电源系统仅由一个外部直流电源供电，包括三个子模块:为数字电路供电的+5V直流电源，主要为模拟电路供电的±12V直流电源以及为高压发射电路供电的高压200V电源。利用三极管对电源的工作状态进行控制，使得系统在空闲模式下停止供电，最大程度地减少了电能的损耗。经过测试，整个电源系统在高温环境下的电能利用率达到70％以上，纹波控制在2％以内。　　第四，本文详细阐述了随钻声波测井仪井下信号实时处理的实现。在完成自动增益控制、编码压缩等算法集成的同时，提出将软阀值EMD去噪算法应用于随钻声波测井资料处理，该算法自适应地将原声波测井信号分解为若干拥有不同频率成分的分量，其中IMF1分量具备了地层波信号的全部时频特性，仅对该分量进行软阀值控制，改善了波形基线，提高了阵列声波信号间的相关度，并且将数据量减少了60％;对STC算法进行了优化，使其集成于井下电路系统成为可能，实现了在井下完成对声波信号的时差提取。　　最后，本文主要是对整个电路系统的测试，包括功能测试，高温测试以及稳定性测试等，通过地面软件观测到清晰的波形，说明整个系统可以完成随钻信号采集的需要。