本發(fā)明涉及聲波測(cè)井領(lǐng)域，具體地，涉及一種聲波信號(hào)放大方法和裝置。

背景技術(shù)：

聲波測(cè)井是利用巖石的聲學(xué)性質(zhì)來研究鉆井的地質(zhì)剖面、劃分巖層、判斷氣層、確定地層孔隙度、判斷固井質(zhì)量的一種方法。在聲波測(cè)井中，由于井下地層介質(zhì)中的聲波信號(hào)強(qiáng)度非常弱，因此，需要通過聲波增益電路將接收到的原始的聲波信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行放大。用于測(cè)井的常規(guī)聲波增益電路能夠提供固定步長(zhǎng)的增益檔位。通常情況下，固定步長(zhǎng)為3dB，共24個(gè)檔位，增益范圍為0-69dB。在《聲波電路自動(dòng)增益控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》(羅瑜林發(fā)表于《電子質(zhì)量》2012第09期)中，公開了一種能夠提供固定步長(zhǎng)的增益檔位的電路，該電路是聲波測(cè)井領(lǐng)域中用于對(duì)聲波信號(hào)進(jìn)行放大的一種常規(guī)增益電路。由于常規(guī)聲波增益電路提供固定步長(zhǎng)的增益檔位，因此，其硬件設(shè)計(jì)的難度較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種聲波信號(hào)放大方法和裝置，以降低增益電路的設(shè)計(jì)難度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種聲波信號(hào)放大方法。該方法包括：在當(dāng)前采樣周期內(nèi)，采集一聲波信號(hào)；在預(yù)設(shè)的、具有固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中選擇針對(duì)所述當(dāng)前采樣周期的一增益檔位；從一不固定步長(zhǎng)增益電路提供的、具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中確定與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的增益檔位；將所述聲波信號(hào)和用于表示所確定的增益檔位的信息發(fā)送至所述 不固定步長(zhǎng)增益電路，以由所述不固定步長(zhǎng)增益電路根據(jù)所確定的增益檔位對(duì)所述聲波信號(hào)進(jìn)行放大，并輸出放大后的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度；接收所述不固定步長(zhǎng)增益電路輸出的所述放大后的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度；根據(jù)所確定的增益檔位、所述放大后的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度、以及所選擇的增益檔位確定與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的所述聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度；以及輸出所選擇的增益檔位與所確定的信號(hào)強(qiáng)度。

優(yōu)選地，從一不固定步長(zhǎng)增益電路提供的、具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中確定與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的增益檔位為以下中的任意一者：將所述具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中，不大于所選擇的增益檔位的增益檔位中的最大增益檔位作為與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的增益檔位；將所述具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中，不小于所選擇的增益檔位的增益檔位中的最小增益檔位作為與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的增益檔位；或者將所述具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中，與所選擇的增益檔位最接近的增益檔位作為與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的增益檔位。

優(yōu)選地，所述具有固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位形成的增益范圍包括在所述具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位形成的增益范圍內(nèi)。

優(yōu)選地，通過以下方式確定與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的所述聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度：其中，V_AX為所確定的信號(hào)強(qiáng)度，V_BY為所述放大后的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，G_AX為所選擇的增益檔位，G_BY為所確定的增益檔位。

優(yōu)選地，根據(jù)在上一采樣周期輸出的增益檔位來選擇針對(duì)所述當(dāng)前采樣周期的增益檔位。

優(yōu)選地，選擇針對(duì)所述當(dāng)前采樣周期的增益檔位包括：針對(duì)在所述上一采樣周期輸出的信號(hào)強(qiáng)度，確定增益窗的位置；在所述增益窗中的信號(hào)強(qiáng)度 的最大值大于或等于預(yù)設(shè)的第一閾值、且在所述具有固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中存在比在所述上一采樣周期輸出的增益檔位低一個(gè)檔位的增益檔位的情況下，將比在所述上一采樣周期輸出的增益檔位低一個(gè)檔位的增益檔位選為針對(duì)所述當(dāng)前采樣周期的增益檔位；在所述增益窗中的信號(hào)強(qiáng)度的最大值小于或等于預(yù)設(shè)的第二閾值、且在所述具有固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中存在比在所述上一采樣周期輸出的增益檔位高一個(gè)檔位的增益檔位的情況下，將比在所述上一采樣周期輸出的增益檔位高一個(gè)檔位的增益檔位選為針對(duì)所述當(dāng)前采樣周期的增益檔位；以及在所述增益窗中的信號(hào)強(qiáng)度的最大值大于所述第二閾值、且小于所述第一閾值的情況下，將在所述上一采樣周期輸出的增益檔位選為針對(duì)所述當(dāng)前采樣周期的增益檔位，其中，所述第一閾值大于所述第二閾值。

本發(fā)明還提供一種聲波信號(hào)放大裝置。該裝置包括：采集模塊，配置為在當(dāng)前采樣周期內(nèi)，采集一聲波信號(hào)；選擇模塊，配置為在預(yù)設(shè)的、具有固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中選擇針對(duì)所述當(dāng)前采樣周期的一增益檔位；增益檔位確定模塊，配置為從一不固定步長(zhǎng)增益電路提供的、具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中確定與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的增益檔位；發(fā)送模塊，配置為將所述聲波信號(hào)和用于表示所確定的增益檔位的信息發(fā)送至所述不固定步長(zhǎng)增益電路，以由所述不固定步長(zhǎng)增益電路根據(jù)所確定的增益檔位對(duì)所述聲波信號(hào)進(jìn)行放大，并輸出放大后的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度；接收模塊，配置為接收所述不固定步長(zhǎng)增益電路輸出的所述放大后的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度；信號(hào)強(qiáng)度確定模塊，配置為根據(jù)所確定的增益檔位、所述放大后的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度、以及所選擇的增益檔位確定與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的所述聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度；以及輸出模塊，配置為輸出所選擇的增益檔位與所確定的信號(hào)強(qiáng)度。

通過上述技術(shù)方案，能夠利用不固定步長(zhǎng)增益電路對(duì)聲波信號(hào)進(jìn)行放大， 同時(shí)保證輸出的增益檔位和聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度能夠與常規(guī)的聲波信號(hào)處理系統(tǒng)相兼容。由于不固定步長(zhǎng)增益電路比固定步長(zhǎng)的常規(guī)聲波增益電路在硬件設(shè)計(jì)上更加簡(jiǎn)單，因此，能夠降低增益電路的設(shè)計(jì)難度。另外，通過本發(fā)明提供的聲波信號(hào)放大方法和裝置，在所需的增益檔位發(fā)生變化的情況下，也可以不用更改增益電路的硬件部分，只需調(diào)整相應(yīng)的軟件部分即可，通用性強(qiáng)。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是本發(fā)明的一實(shí)施方式提供的聲波信號(hào)放大方法的步驟示意圖；

圖2a和圖2b是本發(fā)明的一實(shí)施方式提供的不固定步長(zhǎng)增益電路的電路圖；

圖3是本發(fā)明的一實(shí)施方式提供的選擇針對(duì)當(dāng)前采樣周期的增益檔位的流程圖；

圖4是本發(fā)明的一實(shí)施方式提供的聲波信號(hào)放大裝置的結(jié)構(gòu)框圖；以及

圖5是本發(fā)明的一實(shí)施方式提供的選擇模塊的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

圖1是本發(fā)明的一實(shí)施方式提供的聲波信號(hào)放大方法的步驟示意圖。如圖1所示，該方法可以包括以下步驟：

步驟S101，在當(dāng)前采樣周期內(nèi)，采集一聲波信號(hào)。

步驟S102，在預(yù)設(shè)的、具有固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中選擇針對(duì)當(dāng)前采樣周期的一增益檔位。

在目前普遍應(yīng)用的常規(guī)聲波增益電路中，通過硬件上的增益轉(zhuǎn)換可以獲得例如24檔的增益，并且兩個(gè)相鄰的檔位之間的步長(zhǎng)是固定的，例如3dB。也正是由于將步長(zhǎng)設(shè)置為是固定的，因此，常規(guī)聲波增益電路在硬件設(shè)計(jì)上難度較大。本發(fā)明中具有固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位可以由常規(guī)聲波增益電路提供。下文中所描述的具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位由不固定步長(zhǎng)增益電路提供。

其中，選擇針對(duì)當(dāng)前采樣周期的增益檔位例如可以采用人工手動(dòng)選擇的方法，所選擇的增益檔位可以認(rèn)為是期望輸出以該增益檔位進(jìn)行放大的聲波信號(hào)。

步驟S103，從一不固定步長(zhǎng)增益電路提供的、具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中確定與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的增益檔位。

該步驟S103中，可以預(yù)先布置對(duì)聲波信號(hào)進(jìn)行放大的不固定步長(zhǎng)增益電路，由該不固定步長(zhǎng)增益電路提供上述具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位。本發(fā)明中的不固定步長(zhǎng)增益電路包括任何能夠提供不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位的增益電路。例如，該不固定步長(zhǎng)增益電路可以為級(jí)聯(lián)電路。

圖2a和圖2b是本發(fā)明的一實(shí)施方式提供的不固定步長(zhǎng)增益電路的電路圖。如圖2a和圖2b所示，該不固定步長(zhǎng)增益電路分兩級(jí)，第一級(jí)(圖2a所示)共8個(gè)檔位，第二級(jí)(圖2b所示)共2個(gè)檔位，兩級(jí)電路級(jí)聯(lián)獲得16(8×2)個(gè)增益檔位。其中，每一級(jí)電路的基本電路為反相放大器，借助模擬開關(guān)切換接入該反相放大器的反饋電阻，實(shí)現(xiàn)增益切換。

如圖2a和圖2b所示，該不固定步長(zhǎng)增益電路中，模擬開關(guān)的控制由FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)完成。FPGA輸出4條并行控制線 “FPGA_AMP_P1_CTRx”(x＝0、1、2、3)至模擬開關(guān)的控制端(A0、A1、A2)。FPGA通過并行通信的方式對(duì)模擬開關(guān)進(jìn)行控制，從而連通不同的反饋電阻，使得該不固定步長(zhǎng)增益電路提供不同的增益檔位。如上所述，該不固定步長(zhǎng)增益電路提供不固定步長(zhǎng)的增益檔位，其電路結(jié)構(gòu)在硬件設(shè)計(jì)上較常規(guī)聲波增益電路更簡(jiǎn)單。

在該步驟S103的確定與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的增益檔位的一實(shí)施方式中，可以為以下中的任意一者：

將具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中，不大于所選擇的增益檔位的增益檔位中的最大增益檔位作為與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的增益檔位；將具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中，不小于所選擇的增益檔位的增益檔位中的最小增益檔位作為與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的增益檔位；或者，將具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中，與所選擇的增益檔位最接近的增益檔位作為與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的增益檔位。

舉例來說，在常規(guī)聲波增益電路中，該增益檔位用G_AX(X＝0、1、2、……、23)表示。兩個(gè)相鄰的增益檔位之間的步長(zhǎng)固定為3dB，該具有固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位的增益范圍為0～69dB。

不固定步長(zhǎng)增益電路以圖2a和圖2b所示的實(shí)施方式為例，該不固定步長(zhǎng)增益電路中設(shè)置有16個(gè)增益檔位，該增益檔位用G_BY(Y＝0、1、2、……、15)表示。兩個(gè)相鄰的增益檔位之間的步長(zhǎng)不固定。例如，這16個(gè)增益檔位分別為：0，4.2dB，8.6dB，13.6dB，17.7dB，22.5dB，……，77.5dB。其步長(zhǎng)分別為：4.2dB，4.4dB，5.0dB，4.1dB，4.8dB，……。該具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位的增益范圍為0～77.5dB。

例如，在所選擇的增益檔位為G_A6＝18dB的情況下：

(1)在上述具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中，可以查找到不大于該所選擇的增益檔位(18dB)的增益檔位有0，4.2dB，8.6dB，13.6dB，和17.7dB。 在這些增益檔位中找到最大值17.7dB(G_B4)，可以將該最大值17.7dB確定為與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的增益檔位?；蛘?，

(2)在上述具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中，可以查找到不小于該所選擇的增益檔位(18dB)的增益檔位有22.5dB，……，77.5dB。在這些增益檔位中找到最小值22.5dB(G_B5)，可以將該最小值22.5dB確定為與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的增益檔位?；蛘撸?/p>

(3)在上述具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中，可以查找到最接近(在本發(fā)明中，最接近是指在數(shù)值上最接近)于所選擇的增益檔位(18dB)的增益檔位為17.7dB?？梢詫?7.7dB確定為與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的增益檔位。

優(yōu)選情況下，具有固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位形成的增益范圍可以包括在具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位形成的增益范圍內(nèi)，從而減小誤差。例如，上述實(shí)施方式中，具有不固定步長(zhǎng)的增益檔位的增益范圍(77.5dB)大于具有固定步長(zhǎng)的增益檔位的增益范圍(69dB)。

步驟S104，將聲波信號(hào)和用于表示所確定的增益檔位的信息發(fā)送至不固定步長(zhǎng)增益電路，以由不固定步長(zhǎng)增益電路根據(jù)所確定的增益檔位對(duì)聲波信號(hào)進(jìn)行放大，并輸出放大后的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。

例如，在不固定步長(zhǎng)增益電路中，可以將接收到的聲波信號(hào)根據(jù)所確定的增益檔位放大，通過帶通濾波器進(jìn)入后級(jí)電路，在該后級(jí)電路中對(duì)放大后的聲波信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，生成放大后的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，其具體實(shí)施方式為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，此處不再詳細(xì)描述。

步驟S105，接收不固定步長(zhǎng)增益電路輸出的放大后的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。

步驟S106，根據(jù)所確定的增益檔位、放大后的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度、以及所選擇的增益檔位確定與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng) 度。

在步驟S106的一實(shí)施方式中，由于聲波的原始信號(hào)V₀可以表示為

$V_0=\frac{V_{AX}}{G_{AX}}---\left(1\right)$

或$V_0=\frac{V_{BY}}{G_{BY}}---\left(2\right)$

其中，V_AX為所確定的信號(hào)強(qiáng)度，V_BY為放大后的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，G_AX為所選擇的增益檔位，G_BY為所確定的增益檔位。因此，結(jié)合公式(1)和(2)，所確定的信號(hào)強(qiáng)度可以通過以下方式確定：

$V_{AX}=V_{BY}\·\frac{G_{AX}}{G_{BY}}---\left(3\right)$

步驟S107，輸出所選擇的增益檔位與所確定的信號(hào)強(qiáng)度。

至此，本發(fā)明的聲波信號(hào)放大方法輸出了固定步長(zhǎng)的增益及其對(duì)應(yīng)的聲波信號(hào)強(qiáng)度，由于應(yīng)用了硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單的不固定步長(zhǎng)的增益電路，因此降低了設(shè)計(jì)難度。

另外，由于聲波信號(hào)的接收是一個(gè)持續(xù)的過程。隨著聲波信號(hào)的強(qiáng)度變化，在當(dāng)前采樣周期內(nèi)所選擇的增益檔位有可能在下一個(gè)采樣周期內(nèi)使輸出的聲波信號(hào)過大或過小。而且，有可能在當(dāng)前采樣周期中就已經(jīng)不合適。因此，可以在接下來的每個(gè)采樣周期中，自動(dòng)地選擇合適的增益檔位，將輸出的聲波信號(hào)強(qiáng)度調(diào)整在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。

優(yōu)選情況下，步驟S102中，可以根據(jù)在上一采樣周期輸出的增益檔位來選擇針對(duì)當(dāng)前采樣周期的增益檔位。

圖3是本發(fā)明的一實(shí)施方式提供的選擇針對(duì)當(dāng)前采樣周期的增益檔位的流程圖。在圖3所示的實(shí)施方式中，選擇針對(duì)當(dāng)前采樣周期的增益檔位可以包括：

首先，針對(duì)在上一采樣周期輸出的信號(hào)強(qiáng)度，確定增益窗的位置。通常， 可以在輸出的聲波波形圖中設(shè)置一增益窗，并調(diào)節(jié)該增益窗的位置，使得負(fù)首波的波谷始終處于該增益窗口的中間。

然后，在增益窗中的信號(hào)強(qiáng)度的最大值大于或等于預(yù)設(shè)的第一閾值、且在具有固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中存在比在上一采樣周期輸出的增益檔位低一個(gè)檔位的增益檔位的情況下，將比在上一采樣周期輸出的增益檔位低一個(gè)檔位的增益檔位選為針對(duì)當(dāng)前采樣周期的增益檔位；

在增益窗中的信號(hào)強(qiáng)度的最大值小于或等于預(yù)設(shè)的第二閾值、且在具有固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中存在比在上一采樣周期輸出的增益檔位高一個(gè)檔位的增益檔位的情況下，將比在上一采樣周期輸出的增益檔位高一個(gè)檔位的增益檔位選為針對(duì)當(dāng)前采樣周期的增益檔位；以及

在增益窗中的信號(hào)強(qiáng)度的最大值大于第二閾值、且小于第一閾值的情況下，將在上一采樣周期輸出的增益檔位選為針對(duì)當(dāng)前采樣周期的增益檔位。其中，第一閾值大于第二閾值。

增益窗中的信號(hào)強(qiáng)度的最大值也就是增益窗中聲波波形的峰值。該信號(hào)強(qiáng)度的最大值大于或等于第一閾值，可以認(rèn)為聲波信號(hào)被過于放大，而該信號(hào)強(qiáng)度的最大值小于或等于第二閾值，可以認(rèn)為聲波信號(hào)被放大的倍數(shù)還不夠，都不利于對(duì)波形的研究。該第一閾值和第二閾值可以根據(jù)對(duì)聲波波形研究的需要以及增益窗的大小來設(shè)置。

這樣，在持續(xù)進(jìn)行的聲波輸出中，可以自動(dòng)地選擇增益檔位來生成理想的波形，將輸出的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度調(diào)整在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。

在相關(guān)技術(shù)中，常規(guī)聲波增益電路可以提供具有固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位。選擇其中的一個(gè)檔位，可以由常規(guī)聲波增益電路直接對(duì)聲波信號(hào)進(jìn)行放大，并由該常規(guī)聲波增益電路輸出所選擇的增益檔位和放大后的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，以供常規(guī)的聲波信號(hào)處理系統(tǒng)使用。在本發(fā)明中，不使用常規(guī)聲波增益電路，而是通過不固定步長(zhǎng)增益電路對(duì)聲波信號(hào)進(jìn)行放大，經(jīng)運(yùn)算后 輸出該步驟S102中所選擇的增益檔位及其對(duì)應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度。本發(fā)明的聲波信號(hào)放大方法輸出固定步長(zhǎng)的增益檔位，因此，輸出的結(jié)果能夠由常規(guī)的聲波信號(hào)處理系統(tǒng)直接應(yīng)用，從而與常規(guī)的聲波信號(hào)處理系統(tǒng)相兼容。由于不固定步長(zhǎng)增益電路比固定步長(zhǎng)的常規(guī)聲波增益電路在硬件設(shè)計(jì)上更加簡(jiǎn)單，因此，能夠降低增益電路的設(shè)計(jì)難度。另外，通過本發(fā)明提供的聲波信號(hào)放大方法，在所需的增益檔位發(fā)生變化的情況下，也可以不用更改增益電路的硬件部分，只需調(diào)整相應(yīng)的軟件部分即可，通用性強(qiáng)。

本發(fā)明還提供一種聲波信號(hào)放大裝置。圖4是本發(fā)明的一實(shí)施方式提供的聲波信號(hào)放大裝置的結(jié)構(gòu)框圖。如圖4所示，該聲波信號(hào)放大裝置10可以包括：采集模塊100、選擇模塊200、增益檔位確定模塊300、發(fā)送模塊400、接收模塊500、信號(hào)強(qiáng)度確定模塊600和輸出模塊700。其中，采集模塊100可以配置為在當(dāng)前采樣周期內(nèi)，采集一聲波信號(hào)。選擇模塊200可以配置為在預(yù)設(shè)的、具有固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中選擇針對(duì)當(dāng)前采樣周期的一增益檔位。增益檔位確定模塊300可以配置為從一不固定步長(zhǎng)增益電路20提供的、具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中確定與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的增益檔位。發(fā)送模塊400被配置為將聲波信號(hào)和用于表示所確定的增益檔位的信息發(fā)送至不固定步長(zhǎng)增益電路，以由不固定步長(zhǎng)增益電路20根據(jù)所確定的增益檔位對(duì)聲波信號(hào)進(jìn)行放大，并輸出放大后的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。接收模塊500可以配置為接收不固定步長(zhǎng)增益電路20輸出的放大后的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。信號(hào)強(qiáng)度確定模塊600可以配置為根據(jù)所確定的增益檔位、放大后的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度、以及所選擇的增益檔位確定與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。輸出模塊700可以配置為輸出所選擇的增益檔位與所確定的信號(hào)強(qiáng)度。

優(yōu)選情況下，增益檔位確定模塊300按照以下中的任意一種方式進(jìn)行配置：將所述具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中，不大于所選擇的增益檔位的 增益檔位中的最大增益檔位作為與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的增益檔位；將所述具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中，不小于所選擇的增益檔位的增益檔位中的最小增益檔位作為與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的增益檔位；或者，將所述具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中，與所選擇的增益檔位最接近的增益檔位作為與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的增益檔位。

優(yōu)選情況下，具有固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位形成的增益范圍包括在具有不固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位形成的增益范圍內(nèi)。

優(yōu)選情況下，信號(hào)強(qiáng)度確定模塊600可以通過以下方式確定與所選擇的增益檔位對(duì)應(yīng)的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度：其中，V_AX為所確定的信號(hào)強(qiáng)度，V_BY為放大后的聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，G_AX為所選擇的增益檔位，G_BY為所確定的增益檔位。

優(yōu)選情況下，選擇模塊200可以配置為根據(jù)在上一采樣周期輸出的增益檔位來選擇針對(duì)當(dāng)前采樣周期的增益檔位。

圖5是本發(fā)明的一實(shí)施方式提供的選擇模塊200的結(jié)構(gòu)框圖。在圖5所示的實(shí)施方式中，選擇模塊200可以包括：增益窗確定子模塊2001，用于針對(duì)在上一采樣周期輸出的信號(hào)強(qiáng)度，確定增益窗的位置；第一選擇子模塊2002，用于在增益窗中的信號(hào)強(qiáng)度的最大值大于或等于預(yù)設(shè)的第一閾值、且在具有固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中存在比在上一采樣周期輸出的增益檔位低一個(gè)檔位的增益檔位的情況下，將比在上一采樣周期輸出的增益檔位低一個(gè)檔位的增益檔位選為針對(duì)當(dāng)前采樣周期的增益檔位；第二選擇子模塊2003，用于在增益窗中的信號(hào)強(qiáng)度的最大值小于或等于預(yù)設(shè)的第二閾值、且在具有固定步長(zhǎng)的多個(gè)增益檔位中存在比在上一采樣周期輸出的增益檔位高一個(gè)檔位的增益檔位的情況下，將比在上一采樣周期輸出的增益檔位高一個(gè)檔位的增益檔位選為針對(duì)當(dāng)前采樣周期的增益檔位；第三選擇子模塊2004，用于在增益窗中的信號(hào)強(qiáng)度的最大值大于第二閾值、且小于第一閾值的情況下， 將在上一采樣周期輸出的增益檔位選為針對(duì)當(dāng)前采樣周期的增益檔位，其中，第一閾值大于第二閾值。

本發(fā)明的聲波信號(hào)放大裝置對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的聲波信號(hào)放大方法，因此相同的內(nèi)容不再贅述。

通過上述技術(shù)方案，能夠利用不固定步長(zhǎng)增益電路對(duì)聲波信號(hào)進(jìn)行放大，同時(shí)保證輸出的增益檔位和聲波信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度能夠與常規(guī)的聲波信號(hào)處理系統(tǒng)相兼容。由于不固定步長(zhǎng)增益電路比固定步長(zhǎng)的常規(guī)聲波增益電路在硬件設(shè)計(jì)上更加簡(jiǎn)單，因此，能夠降低增益電路的設(shè)計(jì)難度。另外，通過本發(fā)明提供的聲波信號(hào)放大裝置，在所需的增益檔位發(fā)生變化的情況下，也可以不用更改增益電路的硬件部分，只需調(diào)整相應(yīng)的軟件部分即可，通用性強(qiáng)。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

此外，盡管在附圖中以特定順序描述了本發(fā)明方法的操作，但是，這并非要求或者暗示必須按照該特定順序來執(zhí)行這些操作，或是必須執(zhí)行全部所示的操作才能實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。附加地或備選地，可以省略某些步驟，將多個(gè)步驟合并為一個(gè)步驟執(zhí)行，和/或?qū)⒁粋€(gè)步驟分解為多個(gè)步驟執(zhí)行。

本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，本發(fā)明的實(shí)施方式可以實(shí)現(xiàn)為一種系統(tǒng)、裝置、設(shè)備、方法或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明的實(shí)施方式可以具體實(shí)現(xiàn)為以下形式，即：完全的硬件、完全的軟件(包括固件、駐留軟件、微代碼等)，或者硬件和軟件結(jié)合的形式。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。