声波信号放大方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种声波信号放大方法和装置。该方法包括在当前采样周期内采集声波信号；在具有固定步长的多个增益档位中选择针对当前采样周期的增益档位；从不固定步长增益电路提供的、具有不固定步长的多个增益档位中确定对应的增益档位；将声波信号和表示所确定的增益档位的信息发送至不固定步长增益电路，以由不固定步长增益电路根据所确定的增益档位放大声波信号，并输出放大后的信号强度；接收放大后的声波信号的信号强度；根据所确定的增益档位、放大后的信号强度、以及所选择的增益档位确定与所选择的增益档位对应的信号强度；以及输出所选择的增益档位与所确定的信号强度。这样，能够降低增益电路的设计难度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及声波测井领域，具体地，涉及一种声波信号放大方法和装置。
技术介绍
声波测井是利用岩石的声学性质来研究钻井的地质剖面、划分岩层、判断气层、确定地层孔隙度、判断固井质量的一种方法。在声波测井中，由于井下地层介质中的声波信号强度非常弱，因此，需要通过声波增益电路将接收到的原始的声波信号强度进行放大。用于测井的常规声波增益电路能够提供固定步长的增益档位。通常情况下，固定步长为3dB，共24个档位，增益范围为0-69dB。在《声波电路自动增益控制设计与实现》(罗瑜林发表于《电子质量》2012第09期)中，公开了一种能够提供固定步长的增益档位的电路，该电路是声波测井领域中用于对声波信号进行放大的一种常规增益电路。由于常规声波增益电路提供固定步长的增益档位，因此，其硬件设计的难度较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种声波信号放大方法和装置，以降低增益电路的设计难度。为了实现上述目的，本专利技术提供一种声波信号放大方法。该方法包括：在当前采样周期内，采集一声波信号；在预设的、具有固定步长的多个增益档位中选择针对所述当前采样周期的一增益档位；从一不固定步长增益电路提供的、具有不固定步长的多个增益档位中确定与所选择的增益档位对应的增益档位；将所述声波信号和用于表示所确定的增益档位的信息发送至所述不固定步长增益电路，以由所述不固定步长增益电路根据所确定的增益档位对所述声波信号进行放大，并输出放大后的声波信号的信号强度；接收所述不固定步长增益电路输出的所述放大后的声波信号的信号强度；根据所确定的增益档位、所述放大后的声波信号的信号强度、以及所选择的增益档位确定与所选择的增益档位对应的所述声波信号的信号强度；以及输出所选择的增益档位与所确定的信号强度。优选地，从一不固定步长增益电路提供的、具有不固定步长的多个增益档位中确定与所选择的增益档位对应的增益档位为以下中的任意一者：将所述具有不固定步长的多个增益档位中，不大于所选择的增益档位的增益档位中的最大增益档位作为与所选择的增益档位对应的增益档位；将所述具有不固定步长的多个增益档位中，不小于所选择的增益档位的增益档位中的最小增益档位作为与所选择的增益档位对应的增益档位；或者将所述具有不固定步长的多个增益档位中，与所选择的增益档位最接近的增益档位作为与所选择的增益档位对应的增益档位。优选地，所述具有固定步长的多个增益档位形成的增益范围包括在所述具有不固定步长的多个增益档位形成的增益范围内。优选地，通过以下方式确定与所选择的增益档位对应的所述声波信号的信号强度：其中，VAX为所确定的信号强度，VBY为所述放大后的声波信号的信号强度，GAX为所选择的增益档位，GBY为所确定的增益档位。优选地，根据在上一采样周期输出的增益档位来选择针对所述当前采样周期的增益档位。优选地，选择针对所述当前采样周期的增益档位包括：针对在所述上一采样周期输出的信号强度，确定增益窗的位置；在所述增益窗中的信号强度的最大值大于或等于预设的第一阈值、且在所述具有固定步长的多个增益档位中存在比在所述上一采样周期输出的增益档位低一个档位的增益档位的情况下，将比在所述上一采样周期输出的增益档位低一个档位的增益档位选为针对所述当前采样周期的增益档位；在所述增益窗中的信号强度的最大值小于或等于预设的第二阈值、且在所述具有固定步长的多个增益档位中存在比在所述上一采样周期输出的增益档位高一个档位的增益档位的情况下，将比在所述上一采样周期输出的增益档位高一个档位的增益档位选为针对所述当前采样周期的增益档位；以及在所述增益窗中的信号强度的最大值大于所述第二阈值、且小于所述第一阈值的情况下，将在所述上一采样周期输出的增益档位选为针对所述当前采样周期的增益档位，其中，所述第一阈值大于所述第二阈值。本专利技术还提供一种声波信号放大装置。该装置包括：采集模块，配置为在当前采样周期内，采集一声波信号；选择模块，配置为在预设的、具有固定步长的多个增益档位中选择针对所述当前采样周期的一增益档位；增益档位确定模块，配置为从一不固定步长增益电路提供的、具有不固定步长的多个增益档位中确定与所选择的增益档位对应的增益档位；发送模块，配置为将所述声波信号和用于表示所确定的增益档位的信息发送至所述不固定步长增益电路，以由所述不固定步长增益电路根据所确定的增益档位对所述声波信号进行放大，并输出放大后的声波信号的信号强度；接收模块，配置为接收所述不固定步长增益电路输出的所述放大后的声波信号的信号强度；信号强度确定模块，配置为根据所确定的增益档位、所述放大后的声波信号的信号强度、以及所选择的增益档位确定与所选择的增益档位对应的所述声波信号的信号强度；以及输出模块，配置为输出所选择的增益档位与所确定的信号强度。通过上述技术方案，能够利用不固定步长增益电路对声波信号进行放大，同时保证输出的增益档位和声波信号的信号强度能够与常规的声波信号处理系统相兼容。由于不固定步长增益电路比固定步长的常规声波增益电路在硬件设计上更加简单，因此，能够降低增益电路的设计难度。另外，通过本专利技术提供的声波信号放大方法和装置，在所需的增益档位发生变化的情况下，也可以不用更改增益电路的硬件部分，只需调整相应的软件部分即可，通用性强。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的一实施方式提供的声波信号放大方法的步骤示意图；图2a和图2b是本专利技术的一实施方式提供的不固定步长增益电路的电路图；图3是本专利技术的一实施方式提供的选择针对当前采样周期的增益档位的流程图；图4是本专利技术的一实施方式提供的声波信号放大装置的结构框图；以及图5是本专利技术的一实施方式提供的选择模块的结构框图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。图1是本专利技术的一实施方式提供的声波信号放大方法的步骤示意图。如图1所示，该方法可以包括以下步骤：步骤S101，在当前采样周期内，采集一声波信号。步骤S102，在预设的、具有固定步长的多个增益档位中选择针对当前采样周期的一增益档位。在目前普遍应用的常规声波增益电路中，通过硬件上的增益转换可以获得例如24档的增益，并且两个相邻的档位之间的步长是固定的，例如3dB。也正是由于将步长设置为是固定的，因此，常规声波增益电路在硬件设计上难度较大。本专利技术中具有固定步长的多个增益档位可以由常规声波增益电路提供。下文中所描述的具有不固定步长的多个增益档位由不固定步长增益电路提供。其中，选择针对当前采样周期的增益档位例如可以采用人工手动选择的方法，所选择的增益档位可以认为是期望输出以该增益档位进行放大的声波信号。步骤S103，从一不固定步长增益电路提供的、具有不固定步长的多个增益档位中确定与所选择的增益档位对应的增益档位。该步骤S103中，可以预先布置对声波信号进行放大的不固定步长增益电路，由该不固定步长增益电路提供上述具有不固定步长的多个增益档位。本专利技术中的不固定步长增益电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声波信号放大方法，该方法包括：在当前采样周期内，采集一声波信号；在预设的、具有固定步长的多个增益档位中选择针对所述当前采样周期的一增益档位；从一不固定步长增益电路提供的、具有不固定步长的多个增益档位中确定与所选择的增益档位对应的增益档位；将所述声波信号和用于表示所确定的增益档位的信息发送至所述不固定步长增益电路，以由所述不固定步长增益电路根据所确定的增益档位对所述声波信号进行放大，并输出放大后的声波信号的信号强度；接收所述不固定步长增益电路输出的所述放大后的声波信号的信号强度；根据所确定的增益档位、所述放大后的声波信号的信号强度、以及所选择的增益档位确定与所选择的增益档位对应的所述声波信号的信号强度；以及输出所选择的增益档位与所确定的信号强度。

【技术特征摘要】
1.一种声波信号放大方法，该方法包括：在当前采样周期内，采集一声波信号；在预设的、具有固定步长的多个增益档位中选择针对所述当前采样周期的一增益档位；从一不固定步长增益电路提供的、具有不固定步长的多个增益档位中确定与所选择的增益档位对应的增益档位；将所述声波信号和用于表示所确定的增益档位的信息发送至所述不固定步长增益电路，以由所述不固定步长增益电路根据所确定的增益档位对所述声波信号进行放大，并输出放大后的声波信号的信号强度；接收所述不固定步长增益电路输出的所述放大后的声波信号的信号强度；根据所确定的增益档位、所述放大后的声波信号的信号强度、以及所选择的增益档位确定与所选择的增益档位对应的所述声波信号的信号强度；以及输出所选择的增益档位与所确定的信号强度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从一不固定步长增益电路提供的、具有不固定步长的多个增益档位中确定与所选择的增益档位对应的增益档位为以下中的任意一者：将所述具有不固定步长的多个增益档位中，不大于所选择的增益档位的增益档位中的最大增益档位作为与所选择的增益档位对应的增益档位；将所述具有不固定步长的多个增益档位中，不小于所选择的增益档位的增益档位中的最小增益档位作为与所选择的增益档位对应的增益档位；或者将所述具有不固定步长的多个增益档位中，与所选择的增益档位最接近的增益档位作为与所选择的增益档位对应的增益档位。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述具有固定步长的多个增益档位形成的增益范围包括在所述具有不固定步长的多个增益档位形成的增益范围内。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式确定与所选择的增益档位对应的所述声波信号的信号强度：VAX=VBY·GAXGBY]]>其中，VAX为所确定的信号强度，VBY为所述放大后的声波信号的信号强度，GAX为所选择的增益档位，GBY为所确定的增益档位。5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的方法，其特征在于，根据在上一采样周期输出的增益档位来选择针对所述当前采样周期的增益档位。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，选择针对所述当前采样周期的增益档位包括：针对在所述上一采样周期输出的信号强度，确定增益窗的位置；在所述增益窗中的信号强度的最大值大于或等于预设的第一阈值、且在所述具有固定步长的多个增益档位中存在比在所述上一采样周期输出的增益档位低一个档位的增益档位的情况下，将比在所述上一采样周期输出的增益档位低一个档位的增益档位选为针对所述当前采样周期的增益档位；在所述增益窗中的信号强度的最大值小于或等于预设的第二阈值、且在所述具有固定步长的多个增益档位中存在比在所述上一采样周期输出的增益档位高一个档位的增益档位的情况下，将比在所述上一采样周期输出的增
\t益档位高一个档位的增益档位选为针对所述当前采样周期的增益档位；以及在所述增益窗中的信号强度的最大值大于所述第二阈值、且小于所述第一阈值的情况下，将在所述上一采样周期输出的增益档位选为针对所述当前采样周期的增益档位，其中，所述第一阈值大于所述第二阈值。7.一种声波信号放大装置，该装置包括：采集模块，配置为在当前采样周期内，采集一声波信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：许乐达，
申请(专利权)人：北京紫贝龙科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11