核磁共振测井(NMRL)回波信号具有信号微弱且信号带宽大的特点，传统的仅从频域进行滤波的方法存在着滤除噪声与保留信号完整性的矛盾。小波变换从时域和频域两方面对信号进行分析，为上述问题的解决提供了新的思路。本文以核磁共振测井回波信号为例，首先分析了数字相敏检波(DPSD)原理及其在核磁共振测井回波信号检测中的应用，并针对核磁共振测井回波信号的特点，指出了仅从频域进行滤波的FIR式DPSD算法和平均式DPSD算法在低孔隙度地层的核磁共振测井回波信号检测中存在滤除噪声与保留信号完整性的矛盾；其次论述了小波变换和小波阈值去噪的原理及其主要特点，并重点对小波变换优异的时频局部化分析性能以及小波阈值去噪良好的噪声抑制能力进行分析，进一步将小波变换与相敏检波算法相结合，设计了一种基于小波阈值去噪的数字相敏检波算法；最后基于提升小波变换(LWT)理论，以FPGA为硬件平台，实现了满足核磁共振测井实时性要求的小波式DPSD算法。实验数据的处理结果表明：小波变换能够同时从时域和频域两方面提取信号和噪声的不同特征，基于该特点的小波式DPSD算法在滤除噪声的同时很好的保留了回波信号的峰值信息，在一定程度上解决了滤除噪声与保留信号完整性的矛盾，为核磁共振测井回波信号的检测提供了有力的工具。