阅读说明：本技术 一种动态增益agc调节方法 (Dynamic gain AGC adjusting method ) 是由 李宏兵 李季 方炯 黄华兵 于 2020-03-19 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种动态增益AGC调节方法。首先根据采集到的超声波信号峰值和飞行时间,计算可调电阻档位值,然后对当前计算可调电阻档位值进行赋值,从而调节超声波信号峰值,重新采集超声波信号峰值和飞行时间,判断超声波信号幅值是否调节到系统限定的范围,如果未调节到位,继续计算可调电阻档位值；如果已调节到位,则用该超声波信号和飞行时间进行时间值采集。本发明方法有效解决了由于管道中气体介质、压力、温度及管段中气体流速等不断变化导致超声波信号强度不断发生变化从而导致超声计量不准确的问题。(The invention provides a dynamic gain AGC adjusting method. Firstly, calculating an adjustable resistance gear value according to the collected ultrasonic signal peak value and the flight time, then assigning the currently calculated adjustable resistance gear value so as to adjust the ultrasonic signal peak value, collecting the ultrasonic signal peak value and the flight time again, judging whether the amplitude of the ultrasonic signal is adjusted to a range limited by a system, and if the amplitude is not adjusted in place, continuing to calculate the adjustable resistance gear value; if the ultrasonic signal is adjusted in place, time value acquisition is performed by using the ultrasonic signal and the flight time. The method effectively solves the problem of inaccurate ultrasonic measurement caused by the continuous change of the ultrasonic signal intensity caused by the continuous changes of the gas medium, the pressure, the temperature, the gas flow velocity in the pipe section and the like in the pipeline.)

一种动态增益AGC调节方法

技术领域

本发明涉及超声波燃气表信号采集，具体涉及一种动态增益AGC调节方法。

背景技术

随着近年来国家对环境保护越来越重视，清洁能源的应用越来越普及，天然气的推广率也得到了极大的提升。一方面由于国内天然气资源相对匮乏，燃气公司对表具的精度要求也相应提高，另一方面广大居民的用气安全意识也越来越强，社会上普遍对一款精度高同时又能兼顾安全性表具的需求越来越强烈。在这样的需求背景下，超声波燃气表这样一款精度高且兼顾用气安全的表具进入了大众的视野。

由于不同的气体介质、不同的压力、不同的温度及管段中气体流速不同等均会影响超声波信号的强度，所以如何有效获得稳定的超声波信号以实现稳定的计量成为超声技术应用于燃气表行业的一大难题，本发明就是用来解决超声波信号在以上影响因素下获得稳定超声波信号强度的算法。

由于超声波信号在气体中信号衰减较大，信号较小，无法直接使用，所以在被拿来计时前，需经过放大电路放大后才能被使用，普通放大电路放大倍数为固定增益，此处使用数字电位器作为放大电路中的可调节电阻，从而使得放大电路中决定放大倍数的电阻线性可调，使得放大倍数可调。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种动态增益AGC调节方法。

本发明方法可实现系统对超声波信号放大倍数的动态增益调节，直至超声波信号调节至系统规定的范围，通过自动调节数字电位器的档位值，实现放大倍数的自动调节。

一种动态增益AGC调节方法，具体步骤如下：

步骤(1)、首先初始化定义Adjust_a、Adjust_b、Adjust_err、Standard_Peak、Peak、MaxPeak、MinPeak、Adjust_stage0、Adjust_stage1、Adjust_differvalue；其中Adjust_err为标准峰值Standard_Peak与采集到的超声波最大峰值Peak的差，Standard_Peak为标准峰值，MaxPeak为峰值规定范围的上限值，MinPeak为峰值规定范围的下限值，Peak为采集到的超声波信号最大峰值、Adjust_stage0为当前可调电阻档位值、Adjust_stage1为根据采集到的信号峰值与标准峰值差计算得到的可调电阻档位值、Adjust_differvalue为中间差值。

步骤(2)、通过信号采集得到超声波信号最大峰值Peak，计算中间差值Adjust_differvalue，公式如下；

Adjust_differvalue＝Standard_Peak-Peak；

步骤(3)、根据中间差值Adjust_differvalue计算可调电阻档位值Adjust_stage1，公式如下：

步骤(4)、根据计算得到的中间差值和可调电阻档位值对Adjust_err和Adjust_stage0进行赋值，非固定增益发生变化后采集超声波信号最大峰值和飞行时间，判断是否符合峰值规定范围。

通过Adjust_differvalue对Adjust_err进行更新赋值：

Adjust_err＝Adjust_differvalue；

通过计算获得的可调电阻档位值Adjust_stage1对Adjust_stage0进行赋值，获得当前可调电阻档位值：

Adjust_stage0＝Adjust_stage1；

步骤(5)当采集超声波信号最大峰值判断大于或等于MinPeak且小于或等于MaxPeak时，则采用当次采集到的飞行时间进行瞬时流量计算；当采集超声波信号最大峰值判断小于MinPeak或大于MaxPeak时，则重复步骤2-4，直到被调节的超声波信号最大峰值符合峰值规定范围。

本发明有益效果如下：

传统的固定增益无法调节或无法将信号幅值调节到适合超声计量的幅度，从而产生影响超声计量准确性的情况。本发明方法有效解决了由于管道中气体介质、压力、温度及管段中气体流速等不断变化导致超声波信号强度不断发生变化从而导致超声计量不准确的问题。

附图说明

图1为本发明方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明内容进行进一步描述。

如图1所示，一种动态增益AGC调节方法，具体步骤如下：

步骤(1)、首先初始化定义Adjust_a、Adjust_b、Adjust_err、Standard_Peak、Peak、MaxPeak、MinPeak、Adjust_stage0、Adjust_stage1、Adjust_differvalue；其中Adjust_err为标准峰值Standard_Peak与采集到的超声波最大峰值Peak的差，Standard_Peak为标准峰值，MaxPeak为峰值规定范围的上限值，MinPeak为峰值规定范围的下限值，Peak为采集到的超声波信号最大峰值、Adjust_stage0为当前可调电阻档位值、Adjust_stage1为根据采集到的信号峰值与标准峰值差计算得到的可调电阻档位值、Adjust_differvalue为中间差值。

步骤(2)、通过信号采集得到超声波信号最大峰值Peak，计算中间差值Adjust_differvalue，公式如下；

Adjust_differvalue＝Standard_Peak-Peak；

步骤(3)、根据中间差值Adjust_differvalue计算可调电阻档位值Adjust_stage1，公式如下：

Adjust_stage1＝Adjust_stage0+Adjust_a×(Adjust_differvalue-Adjust_err)

+Adjust_b×Adjust_differvalue；

骤(4)、根据计算得到的中间差值和可调电阻档位值对步

Adjust_err和Adjust_stage0进行赋值，非固定增益发生变化后采集超声波信号最大峰值和飞行时间，判断是否符合峰值规定范围。

通过Adjust_differvalue对Adjust_err进行更新赋值：

Adjust_err＝Adjust_differvalue；

通过计算获得的可调电阻档位值Adjust_stage1对Adjust_stage0进行赋值，获得当前可调电阻档位值：

Adjust_stage0＝Adjust_stage1；

步骤(5)当采集超声波信号最大峰值判断大于或等于MinPeak且小于或等于MaxPeak时，则采用当次采集到的飞行时间进行瞬时流量计算；当采集超声波信号最大峰值判断小于MinPeak或大于MaxPeak时，则重复步骤2-4，直到被调节的超声波信号最大峰值符合峰值规定范围。

工作流程：

在接收信号经过一定增益(固定增益与非固定增益，其中非固定增益可通过调节数字电位器的档位值来改变增益值)后，通过采集获得超声波信号最大峰值信号与飞行时间值。对该最大峰值进行判断，如果最大峰值符合给定的峰值范围则判定通过该超声波信号得到的飞行时间值有效，并将时间值用于计算气体瞬时流量；如果最大峰值不符合给定的峰值范围，则判定通过该超声波信号得到的飞行时间值无效，同时通过计算改变数字电位器的档位值，从而改变超声波信号最大峰值，然后继续采集峰值、飞行时间值，并对超声波信号最大峰值进行采集、判断，直到最大峰值符合给定的峰值范围。