固井聲波測井

固井聲波測井第一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五水泥返高、水泥抗壓強(qiáng)度和套管破裂等有關(guān)固井工程質(zhì)量問題都是十分重要的評價(jià)內(nèi)容。由于固井聲波測井的井眼條件和測量目的都與裸眼井聲波測井不同，因此在方法原理和儀器設(shè)計(jì)上也有其自身特點(diǎn)。第二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)聲幅測井儀5.1.1聲幅測井原理聲幅測井的基本原理是利用水泥和泥漿（或水）其聲阻抗的較大差異對沿套管軸向傳播的聲波的衰減影響來反映水泥與套管間的膠結(jié)質(zhì)量。聲幅測井儀的聲探測裝置是由位于井軸上相隔一段距離的一對聲發(fā)射器和聲接收器構(gòu)成。當(dāng)發(fā)射器發(fā)出聲波后，接收器上接收到的聲信號包括有套管波、水泥波、地層波和泥漿波的貢獻(xiàn)。上述幾種波在井中的傳播路徑見下頁圖。由于水泥對第三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五聲波具有較大的吸收系數(shù)，實(shí)際到達(dá)接收器的水泥波相對很微弱，一般可認(rèn)為接收信號中無水泥波的貢獻(xiàn)。套管壁的厚度很薄，例如外徑為17.7cm的套管，其壁厚約7mm。鋼套管內(nèi)充滿泥漿，套管外是水泥，由于鋼、水泥、泥漿三種材料的聲阻抗各

第四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五不相同，因此套管實(shí)際上構(gòu)成了一個(gè)內(nèi)、外壁具有不同阻抗界面的聲波系。套管波由波導(dǎo)中的不同模式組成，各模式波的軸向傳播速度不盡相同，因而在傳播過程中由于通過阻抗邊界向兩側(cè)介質(zhì)輻射能量而引起的衰減也各不相同。理論和實(shí)際測量表明，套管波的首波主要來自于沿套管的滑行縱波和一次反射縱波的貢獻(xiàn)。在井內(nèi)泥漿不變的條件下，套管波的首波向外層介質(zhì)輻射能量的多少取決于介質(zhì)的聲阻抗。例如對套管滑行縱波來說，當(dāng)管外為真空時(shí)，阻抗比為∞，不向管外輻射能量；當(dāng)套管外層介質(zhì)的聲阻抗與鋼管相同時(shí)，向管外的能量最多，當(dāng)外層介質(zhì)沿徑向第五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五無限延伸，這就是相當(dāng)與鋼質(zhì)裸眼井情況，套管滑行縱波將按的規(guī)律衰減（Z為發(fā)射器和接收器間的距離）。對于套管井，固結(jié)良好時(shí)套管外圍為水泥環(huán)，固結(jié)不好時(shí)套管外圍為泥漿（或水），或者部分是水泥部分是泥漿。由于泥漿的聲阻抗與套管的聲阻抗相差較大，而水泥的聲阻抗與套管相對比較接近，因此套管波的首波幅度與水泥環(huán)膠結(jié)質(zhì)量密切相關(guān)。在聲幅測井中，把無水泥固結(jié)的套管端稱為自由套管，自由套管中的套管波聲幅最大，在有第六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五水泥固結(jié)的套管端，套管波的聲幅明顯下降。因此，對套管波的幅度或衰減測量可以顯示水泥與套管的膠結(jié)情況，以及指示水泥的返高。研究結(jié)果表明，套管波幅度除了受水泥環(huán)膠結(jié)狀況的影響外，它還會受泥漿性能、儀器源距、套管直徑、套管厚度、水泥配比、水泥環(huán)厚度以及水泥固結(jié)時(shí)間等因素的影響。因此，在聲幅測井資料的應(yīng)用中，都是采用相對幅度或相對衰減的方法來評價(jià)水泥膠結(jié)質(zhì)量。（1）相對幅度法第七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五定義：（5-1）自由套管聲幅值由水泥返高面以上的井段測得。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，解釋標(biāo)準(zhǔn)一般定為：相對幅度小于20%的井段水泥膠結(jié)良好；相對幅度大于30%的井段水泥膠結(jié)不好；相對幅度為20%～30%的井段水泥膠結(jié)中等。顯然，該解釋標(biāo)準(zhǔn)中的好、中、差的界線并不是絕對的，它只是一個(gè)統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，僅供解釋時(shí)參考。（2）膠結(jié)指數(shù)法第八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五相對幅度法是以自由套管中的聲幅作為參考值來評價(jià)水泥膠結(jié)質(zhì)量，這種方法在一定程度上消除了井內(nèi)泥漿及套管尺寸的影響，但是對所用水泥型號、配比、水泥固結(jié)時(shí)間的影響則無法消除。膠結(jié)指數(shù)法將對上述影響有所改善。定義聲幅測井的幅度衰減系數(shù)為：（dB/ft）（5-2）式中，Z為源距，ft（尺）；為自由套管波幅度；A為測量層段的套管波幅度。α表征了套管外水泥固結(jié)后造成的套管波衰減。如令整個(gè)測量第九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五井段中衰減系數(shù)的最大值為，并認(rèn)為對應(yīng)的井段是完全膠結(jié)好的井段。對于衰減系數(shù)為α的井段。其膠結(jié)指數(shù)為：（5-3）對于完全膠結(jié)好的井段應(yīng)有β=1?？紤]到水泥厚度，測量誤差等因素，通常認(rèn)為β>0.8的井段為膠結(jié)良好井段。5.1.2聲幅測井下井儀器

聲幅測井的下井儀器由單發(fā)單收聲系和電子線路短節(jié)組成。聲系仍采用頻率為20KHz的壓第十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五電陶瓷晶體作為發(fā)射器和接收器，在有的儀器中也采用磁致伸縮材料制作發(fā)射器。聲幅測井儀的電子線路有強(qiáng)電流脈沖發(fā)射電路和接收電路兩個(gè)主要部分，接收電路負(fù)責(zé)對接收信號的放大和電纜驅(qū)動(dòng)，為了保證套管波幅度的有效測量，接收電路應(yīng)對接收信號作為失真放大，因此接收放大器必須嚴(yán)格工作在線性區(qū)，這一點(diǎn)在接收信號強(qiáng)時(shí)特別重要。我們知道，強(qiáng)接收信號出現(xiàn)在自由套管的情況。在實(shí)際工作中，通常應(yīng)在室內(nèi)的校驗(yàn)筒（鋼筒）內(nèi)對接收放大器的增益作嚴(yán)格調(diào)整，以確保接收信號的不失真放大。一般來說，效驗(yàn)筒的外壁為空氣，這個(gè)條件比實(shí)際自由套管第十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五條件更強(qiáng)。在很多情況，可以把裸眼井聲速測井的井下儀器直接用于聲幅測井，只要把工作方式設(shè)置為單發(fā)雙收的工作方式。應(yīng)該指出的是，聲幅測井測量的是套管波的幅度，對儀器源距的選擇應(yīng)盡量保證套管波是接收波形中的首波，也就是說聲幅測井儀器的源距不宜太長，通常選擇的源距為1m或3ft。5.1.3聲幅測井地面儀器框圖為了對聲幅測量的電路原理有更詳細(xì)的了解

，第十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五這里具體介紹一種國產(chǎn)聲幅測井地面儀器的電路結(jié)構(gòu)及主要電路的工作原理。地面儀器的任務(wù)是接收和放大由電纜傳送來的聲波信號，并從中選出第一正峰信號，在把第一正峰信號處理成與其幅度成正比的直流信號供記錄儀進(jìn)行照相記錄，下頁圖是常見的一種聲幅測井儀的地面儀框圖。它由同步信號發(fā)生器、延遲單穩(wěn)、門控信號發(fā)生器、放大器、采樣門、展寬級、記錄級和效驗(yàn)信號發(fā)生器構(gòu)成。同步信號發(fā)生器產(chǎn)生每秒20次、寬30μs的正、負(fù)窄脈沖。正脈沖送往井下作為觸發(fā)井下聲

第十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五發(fā)射的同步脈沖，也稱下井同步。負(fù)脈沖為地面儀器的工作同步脈沖，也稱地面脈沖。在下井同步控制下，井下儀器按每秒20次的速率發(fā)射聲波，并把放大后的接收信號通過電纜傳送至地面儀器的匹配級，地面放大器對聲信號第十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五作進(jìn)一步的不失真放大，習(xí)慣上稱放大后的聲信號為A信號，A信號中采選出第一正峰信號，習(xí)慣上把采選出的第一正峰信號稱為B信號。門控方波是這樣形成的：地面同步經(jīng)延遲單穩(wěn)態(tài)延遲200～700μs，以適應(yīng)聲波在井內(nèi)的傳播時(shí)間和信號通過電纜的時(shí)間延遲。延遲后的同步信號觸發(fā)門控信號發(fā)生器，得到寬為30～60μs的門控負(fù)方波。調(diào)節(jié)延遲單穩(wěn)的延遲時(shí)間和門控負(fù)方波的寬度使之剛好套住A信號的第一正峰信號，這就形成了所需的門控方波。展寬級對B信號作波形展寬變換，輸出波形第十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五近似三角波，三角波面積與B信號幅度保持線性關(guān)系，展寬波經(jīng)記錄級的電流放大和積分平滑，輸出與B信號幅度成比例的直流電流送記錄儀器記錄。效驗(yàn)信號發(fā)生器可產(chǎn)生各種標(biāo)準(zhǔn)幅度的聲波模擬信號，用于儀器的刻度和對儀器進(jìn)行線性檢查。當(dāng)需要對儀器進(jìn)行效驗(yàn)、刻度時(shí)，將信號選擇開關(guān)S置2的位置，使校驗(yàn)信號代替測井信號進(jìn)入放大器。調(diào)節(jié)效驗(yàn)信號發(fā)生器的輸出衰減開關(guān)，可以分別得到幅度為50、100、150……、900mV的效驗(yàn)信號。若選定光點(diǎn)偏移的橫向比例，則在不同幅度校驗(yàn)信號條件下；調(diào)節(jié)記錄儀

第十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五靈敏度使光點(diǎn)偏移值等于校驗(yàn)信號幅度與橫向比例之商。例如，橫向比例取n=50mV/cm，則上述各種幅度校驗(yàn)信號所對應(yīng)的光點(diǎn)偏移值應(yīng)分別調(diào)節(jié)為1，2，3，……,18cm。下頁圖給出聲幅測井地面儀器的各級波形。在聲幅測井時(shí)，套管波的到時(shí)在同一口井中幾乎是不變的。因此對電路中延遲單穩(wěn)的延遲時(shí)間和門控方波的寬度只需在測井開始時(shí)調(diào)節(jié)合適，便可固定不變，即在測井過程中不必在作調(diào)整。5.1.4地面儀器中的主要電路分析

（1）串接射級輸出器

第十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五第十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五串接射級輸出器電路如上頁圖。該電路的特點(diǎn)是用晶體管代替了一般單管射級輸出器的射級電阻，設(shè)置有固定的直流偏置且工作于線性區(qū)。這樣，在晶體管的射級回路中的作用相當(dāng)于一個(gè)恒流源，使射級輸出器獲得更高的輸入阻抗和大的動(dòng)態(tài)范圍，因而克服了一般射級輸出器在提高射級電阻后對正向階躍信號傳輸特性變差的缺點(diǎn)。在聲幅測井地面儀器中，匹配級、采樣門和前后電路的隔離級都采用了串接射級輸出器。（2）采樣門

第十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五采樣門電路如下圖：采樣門實(shí)際上是一個(gè)選通門，它在門控方波的作用下，從輸入的A信號中把第一正峰信號采選出來，其工作原理如下：第二十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五

1）晶體管T的基級偏置使T處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)。如無門控方波作用，A信號中所有的正半周信號都被T短路到地，所有的負(fù)半周信號則經(jīng)過二極管D后被電容C濾掉，采樣門無任何輸出信號。

2）當(dāng)A信號中的第一正峰信號到達(dá)采樣門時(shí)，門控負(fù)方波恰好作用于T的基級使T截止，第一正峰信號將通過采樣門輸出。A信號的其他部分仍如前所述，即都不能通過采樣門輸出。

3）展寬和記錄級第二十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五

下圖為展寬和記錄級電路把B信號展寬為三角波的變換是利用電容器的充放電完成的。B信號經(jīng)、電流放大后通過二極管向電容單向充電，當(dāng)B信號達(dá)到峰值后，充電結(jié)束，電容兩端電壓達(dá)到與B信第二十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五號峰值相應(yīng)的最大值。隨后，電容向負(fù)載（即的輸入回路）緩慢放電，形成展寬的三角波。、構(gòu)成組合電流放大器，它具有良好的電壓跟隨和負(fù)載能力，使電容的充電電壓能很好地跟隨B信號的上升變化。記錄級由跟隨器和積分電路、組成，展寬信號由進(jìn)一步作電流放大，并經(jīng)、積分平滑后輸出平穩(wěn)的模擬記錄信號送記錄儀記錄。輸出記錄電平應(yīng)為展寬信號的有效值，因此容易說明，記錄電平和B信號的峰值（即第一正峰信號的幅度）存在著正比關(guān)系。第二十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五進(jìn)一步分析表明，展寬變換可以提高輸出電平、同時(shí)減小輸出電平的波動(dòng)和第一正峰形態(tài)對輸出電平的影響，這正是展寬變換在聲幅記錄中所起的重要作用。（4）校準(zhǔn)信號發(fā)生器在聲幅測井地面儀中，校準(zhǔn)信號用于模擬井下聲波信號。校準(zhǔn)信號發(fā)生器由延遲單穩(wěn)、開關(guān)級和可控振蕩器構(gòu)成，見下頁圖。地面同步經(jīng)延遲單穩(wěn)延遲200μs后觸發(fā)開關(guān)級形成寬800μs負(fù)方波，可控振蕩器在負(fù)方波期間工作產(chǎn)生20KHz正弦波信號，即聲波模

第二十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五擬信號。可控振蕩器的輸出端設(shè)置了由波段開關(guān)控制的多級衰減器，通過選擇波段開關(guān)檔位可獲得幅度分別為50、100、150、……900mV的聲波模擬信號，即校準(zhǔn)信號。第二十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)聲波密度測井儀聲波變密度測井又稱全波變密度。在工程測井中聲波變密度測井用于檢查水泥固結(jié)后的套管井中第一膠結(jié)面和第二膠結(jié)面的膠結(jié)質(zhì)量。同聲幅測井一樣，聲波變密度測井儀也是采用位于井軸上的一個(gè)聲發(fā)射器和一個(gè)聲接收器測量套管井中沿井軸方向傳播的聲波信號。為了對水泥環(huán)的兩個(gè)膠結(jié)面進(jìn)行評價(jià)，套管波和地層波都是測量中的有用信息。在作聲波變密度測井時(shí)，儀器的源距通常比聲幅測井時(shí)的源距取得大，一般選為5英尺或1.5米，目的是使地層波變的易于識別。第二十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五除了對源距要求不同外，聲波變密度測井的井下儀器和聲幅測井完全一樣。因此，在很多情況下可以利用裸眼井中測量聲波時(shí)差的聲波測井儀代替它可，其中短源距測量波形用于聲幅測井，長源距測量波形用于變密度測井。因此本節(jié)將著重介紹聲波變密度測井儀的記錄方式及地面儀器的結(jié)構(gòu)和原理。（還可用于檢查壓裂效果）5.2.1聲波變密度測井的記錄方式

聲波變密度測井最使人感興趣的是它能反映第二膠結(jié)面，即水泥環(huán)和地層的膠結(jié)面的膠結(jié)情況。第二膠結(jié)面的膠結(jié)狀況將直接影響接收聲波

第二十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五信號中地層波的強(qiáng)弱，因?yàn)橛伤喹h(huán)進(jìn)入地層的聲波能量取決于二者之間的聲耦合狀況。通過對接收信號中套管波和地層波強(qiáng)度的分析，可以容易地看到下述三種情況：（a）對于自由套管，套管波幅度大，地層波很弱。（b）對于套管與水泥環(huán)、水泥環(huán)與地層都膠結(jié)良好的情況：套管波幅度小，地層波幅度大。（c）對于套管與水泥環(huán)膠結(jié)良好、水泥環(huán)與地層未膠結(jié)的情況：套管波幅度小，地層波幅第二十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五度小甚至檢測不到地層波。由此可見，接收信號中地層波的強(qiáng)弱是衡量第二膠結(jié)面膠結(jié)好壞的標(biāo)志。從全井段來看，套管波的到時(shí)基本是穩(wěn)定而不變的，但是地層波的到時(shí)卻會因儀器所遇到地層的差異而出現(xiàn)明顯的變化。套管波和地層的這個(gè)特點(diǎn)為聲波變密度測井識別和區(qū)分這兩種波提供了十分有利的條件。從上面的分析看到，利用套管波和地層波（即接收信號全波）能夠評價(jià)水泥環(huán)在兩個(gè)膠結(jié)面上的膠結(jié)情況。但問題是如何使套管波和地層波的幅度變化在測井記錄中顯示出來，而又易于第二十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五區(qū)分它們，這就涉及到對全波信息的記錄方式問題。目前，常用的記錄方式有兩種，即全波調(diào)輝記錄方式和全波調(diào)寬記錄方式。這兩種記錄方式所得到的測井記錄都是一幅隨深度變化的、黑白相間的條紋圖象，見下頁圖。隨著水泥膠結(jié)狀況和地層的變化，測井記錄圖象中黑色條紋的寬窄、間隔和灰度都會發(fā)生變化，它反映了接收信號中各種波的到時(shí)、周期及幅度隨測量深度的改變所發(fā)生的變化，因而稱之為聲波變密度測井。在下頁圖中，套管波的記錄圖象總表現(xiàn)為一些平行的直條紋；而地層波的記錄圖象則是彎曲條紋，這是因?yàn)榈貙勇曀匐S深度變化的緣故。下面第三十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五第三十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五分別這兩種記錄方式：（1）全波調(diào)輝記錄方式全波調(diào)輝記錄記錄是對全波信號的一種記錄方式，它用一條明、暗相間的掃描線來記錄一條聲波全波波形。如果采用中全輝示波器作掃描顯示，使掃描線在熒光屏上保持一定的滯留時(shí)間，在測井過程中，歲熒光屏上掃描線連續(xù)攝象就可以得到一幅隨測井深度變化的黑、白條紋相間的測井記錄圖象。對聲波接收波形進(jìn)行全波調(diào)輝記錄的基本處理方法是：

1）從接收波形中把所有的正峰信號采選出第三十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五來，把全波變換為只有正峰信號的半波波形。

2）對半波波形中的每一個(gè)正峰進(jìn)行峰值采樣，并保持到后面一個(gè)正峰信號出現(xiàn)為止。

3）在每一個(gè)正峰后的負(fù)半周期間，采選相應(yīng)正峰的峰值電平，反相后得到變密度調(diào)輝信號。

4）將變密度調(diào)輝信號接至示波器陰極，并由地面同步控制示波器掃描。在調(diào)輝信號的調(diào)制下，示波器屏上的掃描線呈現(xiàn)陰、暗相間的圖象。對掃描線進(jìn)行連續(xù)攝象得到全波調(diào)輝記錄圖象。第三十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五31頁圖（a）給出了由全波波形變換的全波調(diào)輝記錄。從全波調(diào)輝記錄圖象上看到：每一黑色條紋的灰度表示其對應(yīng)正峰的幅度，黑色條紋的前沿時(shí)間表示波的傳播速度，黑色條紋和相鄰白色條紋的寬度表示波的頻率。因此，我們可根據(jù)波速和頻率隨深度的變化關(guān)系來區(qū)分套管波和地層波，根據(jù)套管波和地層波所對應(yīng)條紋的輝度來了解它們幅度的大小，進(jìn)而評價(jià)第一膠結(jié)面和第二膠結(jié)面的膠結(jié)狀況。（2）全波調(diào)寬記錄方式

全波調(diào)寬記錄方式不是用正峰幅值電平調(diào)制

第三十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五黑色條紋的灰度，而是用以調(diào)制黑色條紋的寬度，即記錄圖象中每一黑色條紋的寬度表示其所對應(yīng)的正峰幅度。其它方面與全波調(diào)輝記錄方式完全一樣，全波調(diào)寬記錄見31頁圖（b）。5.2.2聲波變密度測井地面儀器的設(shè)計(jì)原理現(xiàn)在都趨向于把聲波變密度測井和聲幅測井的地面儀器設(shè)計(jì)在一起，應(yīng)用單發(fā)雙收工作方式的聲波井下儀器，一次下井完成聲幅和變密度的測量記錄。通常把短源距聲波接收信號（稱信號I）用于聲幅測量，把長源距聲接收信號（稱信號Ⅱ）用于變密度測量。聲幅測量信號由光點(diǎn)記

第三十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五錄儀進(jìn)行照相記錄，聲波變密度測井圖象由安裝在示波器熒光屏前的攝相機(jī)記錄，攝相機(jī)上帶動(dòng)卷紙系統(tǒng)的微型馬達(dá)與井口馬達(dá)同步，使相紙的移動(dòng)速度與測井速度成比例。

下頁圖為聲波變密度、聲幅測井的地面儀器框圖，為避免重復(fù)，沒有畫出聲幅測量部分的具體結(jié)構(gòu)。在圖中，同步信號發(fā)生器每次產(chǎn)生20個(gè)同步脈沖，它一方面被送往井下觸發(fā)井下儀器發(fā)射聲波，另一方面作為地面儀器的工作同步信號。下面分全波調(diào)輝和全波調(diào)寬兩種記錄方式介紹儀器的工作原理。第三十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五第三十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五5.2.3全波調(diào)輝測量全波調(diào)輝測量應(yīng)完成把信號Ⅱ變換為調(diào)輝信號的工作工程。在上頁圖5-10中，這個(gè)工作由信號放大器Ⅰ、Ⅱ延遲單穩(wěn)、信號、符合器、微分放大器、信號控制門，幅值保持器和選通門Ⅰ、Ⅱ等電路完成。其工作原理如下（看下頁圖5-11）：（1）信號門的形成地面20HZ同步脈沖經(jīng)延遲單穩(wěn)延遲200～800μs后觸發(fā)信號門形成寬為1000～3000μs的負(fù)方波，即信號門。信號門用作抑制信號Ⅱ的

第三十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五第三十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五聲信號首波到達(dá)前噪聲的時(shí)間鑒別門。（2）符合方波的形成符合方波是一串與信號Ⅱ中每一個(gè)負(fù)峰信號寬度對應(yīng)的方波信號。信號Ⅱ的負(fù)峰信號經(jīng)信號放大器限幅放大后輸入符合器，在符合器中與信號門符合形成符合波。符合方波是對信號Ⅱ的時(shí)間測量方波，它與信號Ⅱ中的負(fù)峰信號為依據(jù)確定了每一個(gè)周期信號的到時(shí)和周期。（3）正峰電平測量信號Ⅱ的正峰信號經(jīng)信號放大器Ⅱ放大后，第四十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五在信號門方波的作用期間通過選通門Ⅰ進(jìn)入幅值保持器Ⅰ。當(dāng)正峰信號上升時(shí)，幅值保持器Ⅰ的輸出電平隨之上升，當(dāng)正峰信號達(dá)到峰值后，幅值保持器Ⅰ將保持輸出正峰信號的峰值電壓。直到下一個(gè)正峰信號到達(dá)時(shí)保持器釋放掉原保持電平，對新到的正峰信號作峰值電平測量和保持。峰值保持器Ⅰ釋放保持電平的時(shí)間由微分放大器輸出的正脈沖，這些正脈沖是對符合方波微分得到的，它與符合方波的后沿相對應(yīng)，指示看信號Ⅱ中每個(gè)負(fù)半周信號的結(jié)束時(shí)間。（4）調(diào)輝方波的獲得第四十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五我們所需要的調(diào)輝方波應(yīng)是一列寬度等于信號Ⅱ的負(fù)半周期、高度與正半周信號峰值電平成比例的負(fù)方波。在電路上，信號控制門將符合方波放大，倒相后控制選通器Ⅱ，選通器Ⅱ在符合方波作用期間對幅值保持器Ⅰ輸出的測量電平進(jìn)行選通，得到一組正的調(diào)輝方波。當(dāng)記錄方式選擇開關(guān)K置于“調(diào)輝”位置，正的調(diào)輝方波被放大器放大、倒相為負(fù)的調(diào)輝方波，作用于示波管陰極，達(dá)到調(diào)節(jié)示波管熒光屏灰度的目的。這部分電路的各級工作波形見圖5-11。5.2.4全波調(diào)寬測量

第四十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五全波調(diào)寬測量工作是把信號Ⅱ變換為調(diào)寬方波送示波管陰極，調(diào)寬方波中的每一個(gè)方波寬度應(yīng)與其所對應(yīng)的正峰信號幅度成比例。在設(shè)計(jì)這部分電路時(shí)有如下幾點(diǎn)值得考慮：

1）調(diào)寬測量的分辨率與方波寬度的變化范圍成比例，我們把這個(gè)范圍確定為由一個(gè)正峰信號的結(jié)束時(shí)間到下一個(gè)正峰結(jié)束的時(shí)間。

2）由調(diào)輝測量電路得到的調(diào)輝方波的幅度電平是對信號Ⅱ中各正峰信號幅度的響應(yīng)，在進(jìn)行調(diào)寬測量時(shí)可直接利用調(diào)輝方波，以避免電路的重復(fù)。第四十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五

3）為保證脈沖調(diào)寬器的最大調(diào)寬范圍（其工作原理詳見后），應(yīng)把調(diào)輝方波的寬度延長到與調(diào)寬測量的最大調(diào)寬范圍相一致，即1）確定的范圍?；谏鲜鋈c(diǎn)，可在調(diào)輝電路的基礎(chǔ)上增加信號觸發(fā)器，倒相器、幅值保持器Ⅱ，射級輸出器和脈沖調(diào)寬器等電路實(shí)現(xiàn)對信號Ⅱ的調(diào)寬測量，見下頁圖5-12。其測量過程如下：記錄方式選擇開關(guān)K置“調(diào)寬”位置，儀器作全波調(diào)寬記錄。第四十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五第四十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五由選通器Ⅰ輸出的正峰喜好后沿觸發(fā)信號觸發(fā)器，得到相應(yīng)于各正峰信號結(jié)束時(shí)間的負(fù)脈沖，即標(biāo)定了每一個(gè)正峰信號對應(yīng)的調(diào)寬方波的最大變化范圍。這個(gè)負(fù)脈沖直接觸發(fā)脈沖調(diào)寬器的工作，它確定了脈沖調(diào)寬器輸出方波的前沿，而輸出方波的寬度由來自射級輸出器的二次保持電平的大小決定。二次保持電平是由調(diào)輝正方波經(jīng)幅度保持器Ⅱ作進(jìn)一步電平保持后得到的。調(diào)輝正方波通過二次保持后，其電平值保持不變，但保持時(shí)間延長至與最大調(diào)寬范圍相一致。為了防止前一正峰信號的保持電平影響下一個(gè)正峰電平值，幅值保第四十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五持器Ⅱ在每進(jìn)行一次新的電平采樣、保持前都要對原保持電平進(jìn)行瞬時(shí)釋放。信號觸發(fā)器產(chǎn)生的負(fù)脈沖經(jīng)倒相后輸出的正脈沖，就是對幅值保持器Ⅱ作電平釋放的控制脈沖。在這里射級輸出器起著隔離作用，以免脈沖調(diào)寬器的輸入回路對幅值保持器Ⅱ的電平保持產(chǎn)生不良影響。圖5-12為全波調(diào)寬各級波形示意圖。5.2.5主要電路分析（1）符合器符合器是由兩個(gè)晶體管構(gòu)成的“或非”邏輯電第四十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五路。在聲波變密度地面儀器中，符合器起兩個(gè)作用：其一是對信號Ⅱ中的聲波信號進(jìn)行時(shí)間鑒別，使聲波信號前的噪聲不能通過符合器輸出；其二是把聲信號的負(fù)半周信號變換為前、后沿陡峭的方波信號，方波的前沿和寬度分別描述該負(fù)峰信號的到時(shí)和頻率。符合器的電路和輸入、輸出波形見下頁圖。圖中，A、B為輸入端，C為輸出端。輸入、輸出間的邏輯關(guān)系為：（5-4）第四十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五第四十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五輸入信號A為信號Ⅱ的限幅放大信號、B為延遲方波（負(fù)方波），根據(jù)式（5-4）的邏輯關(guān)系，只有位于延遲門內(nèi)的負(fù)限幅放大信號才能使符合器有正方波輸出。位于延遲門外的任何信號對符合器的輸出都不起作用。由此可見，所謂符合就是指兩個(gè)同類信號的同時(shí)出現(xiàn)，這里的符合就延遲負(fù)方波和信號Ⅱ的負(fù)限幅放大信號的同時(shí)出現(xiàn)。符合電路的種類和電路形式也很多，這里