专利名称：一种数字式声级计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数字式声级计，尤其是涉及一种基于数字信号处理的数字式声级 计。
背景技术：
传统的声级计都是采用模拟电路实现信号滤波、声压级算法以及计权网络，其运 算速度慢、精度低、动态范围小、功耗大，而且功能单一。近年来，随着微电子以及集成电路 的快速发展，出现了一些数字式声级计，其相比传统的声级计运算速度、精度、动态范围都 有所提高，但由于设计的声级计的结构不同，例如，选用的处理器多为单片机等一些数字信 号处理能力较差的处理器，而且采样模块的AD的采样频率范围小等，在实现噪声测量时， 算法复杂，动态范围小，所测量信号的频率范围也有所限制，而且精度很难满足要求。因此，现有技术还有待改进和提高。
实用新型内容本实用新型的目的在于，针对现有技术的上述缺点，提供一种电路结构简单、测量 速度快、精度高、动态范围大的数字式声级计。本实用新型技术方案是一种数字式声级计，包括采集声音信号，并转化为模拟的电压信号的传声器；降低电压信号阻抗，得到低阻抗电压信号的放大器；将所述低阻抗电压信号转换成数字信号的AD采样模块；获取计算参数，并向数字信号处理器发送中断信号的单片机；响应所述中断信号的数字信号处理器；所述传声器、放大器、AD采样模块、数字信号处理器和所述单片机依次连接。本实用新型所述的数字式声级计，其中，所述AD采样模块设置于所述数字信号处 理器内部；所述放大器包括对所述电压信号进行阻抗变换，将高阻抗电压信号变成低阻抗电压信号的前置放 大器；根据所述AD采样模块的满量程值调整所述低阻抗电压信号大小，并将处理后的 信号发送给所述AD采样模块的程控放大器。本实用新型所述的数字式声级计，其中，所述AD采样模块连接在所述数字信号处 理器与所述放大器之间；所述放大器为对所述电压信号进行阻抗变换，将高阻抗电压信号 变成低阻抗电压信号，并发送给所述AD采样模块的前置放大器。本实用新型所述的数字式声级计，其中，所述数字信号处理器上连接有外部存储器。本实用新型所述的数字式声级计，其中，所述单片机上连接有的键盘。本实用新型所述的数字式声级计，其中，所述单片机与所述数字信号处理器之间 连接有电平转换电路，所述单片机与所述数字信号处理器之间采用SCI协议进行通信。[0022]本实用新型所述的数字式声级计，其中，所述传声器为电容式传声器。本实用新型通过采用数字信号处理器(DSP)强大的数字信号处理能力，实现不同 类型计权声压级的计算，以及实现信号的倍频程分析等，同时将测量数据显示在液晶显示 器上并将测量数据保存在扩展存储器中以备提取，其优点是系统的电路结构简单，测量速 度快，精度高，动态范围大。

图1为本实用新型的数字式声级计结构图一；图2为本实用新型的数字式声级计结构图二。
具体实施方式
以下结合附图，将对本实用新型的较佳实施例加以详细说明。本实用新型实施例一提供的数字式声级计结构如图1所示，包括依次连接的传声 器110、放大器、数字信号处理器(DSP) 150和单片机180。其中，传声器110用于获取声音 信号并将其转化为电压信号。可在数字信号处理器150上连接用于存储声压级计算结果的 外部存储器160。AD采样模块140设置在数字信号处理器150内部，用于将模拟声音信号 转换为数字信号。放大器可包括用于对声音信号进行阻抗变换的前置放大器120，和可适应 AD采样模块的量程对声音信号进行放大缩小处理的程控放大器130。该方案的特点是利用 DSP自带的AD采样模块，以及外围电路实现信号的采集，并通过单片机与DSP连接实现键盘 输入与液晶模块显示。本实施例中，在单片机180上还可连接键盘170与具有图形化显示功能的液晶显 示器190，键盘170以中断形式与单片机180连接，进行功能选择以及测量时间、测量模式设 置等人机交互功能，同时所设置内容将在液晶显示器190上显示。其中，通过键盘170可以输入的功能主要有计权方式(A、C、Z)选择、时间计权方式 (F、S、I)选择、测量时间设定、选择显示模式、保存数据设置等，液晶显示器则配合键盘的要 求进行显示。当键盘上有按键按下时，单片机根据被按下的按键判断出用户的需求，同时向 DSP发中断请求，DSP响应中断，根据用户按键设置的需求进行测量计算，得到声压级，并将 计算结果发送给单片机180，单片机180将结果显示在液晶显示器190上。当无按键按下 时，默认算法为以A计权方式测量瞬时声压级，进行10分钟的等效声压级测量，并将瞬时 声压级、等效声压级、统计声压级、最大声压级、最小声压级显示在液晶显示器上。其测量计算过程如下通过传声器110获取声音信号并将其转化为模拟的电压信 号，接着前置放大器120对该电压信号进行阻抗变换，将高阻抗电压信号改变成低阻抗电 压信号输出；然后将输出的高阻抗电压信号接入程控放大器130中，依据AD采样模块140 的量程对该高阻抗电压信号进行放大缩小处理，输出接近AD采样模块满量程(如3V)的 电压信号；再将此电压信号送入数字信号处理器150的AD采样模块，将模拟电压信号转化 为数字信号；再通过相应算法进行处理该数字信号，包括计算声压级，频率计权，时间计权 以及对信号进行倍频程分析等；再将计算分析结果保存至外部存储器160中，同时依据设 置所需显示的内容，将显示数据发送给单片机180，单片机180再将该显示数据发送至液晶 显示器190进行显示。[0031]本实用新型实施例二的数字式声级计结构如图2所示，由依次连接的传声器210、 前置放大器220、AD采样模块240、数字信号处理器250和单片机280组成。其中传声器210 用于获取声音信号，并将其转化为电压信号。可在数字信号处理器250上连接用于存储声 压级计算结果的外部存储器260。与实施例一不同的是，本实施例中数字信号处理器外接 一 AD采样模块将模拟电压信号转换为数字信号；也因此省略了实施例一中的程控放大器， 直接采用前置放大器220对声音信号进行阻抗变换，并将进行阻抗变换后的数字信号接入 AD采样模块240进行模数转换。与实施例一相同的是，实施例二在单片机280上还可连接键盘270和具有图形化 显示功能的液晶显示器290，其中键盘270以中断形式与单片机280连接，进行功能选择以 及测量时间、测量模式设置等人机交互功能，同时所设置内容将在液晶显示器290上显示。同样，键盘输入功能主要有计权方式(A、C、Z)选择，时间计权方式(F、S、I)选择， 测量时间设定，选择显示模式，保存数据设置等，液晶显示器配合键盘的要求显示。有按键 按下时，单片机根据按下的按键判断出用户需求，同时向DSP发中断请求，DSP响应中断，根 据用户按键设置的需求进行测量计算并将结果发送给单片机，单片机将声压级计算结果显 示在液晶显示器上。无按键按下时，优选采用默认值为A计权方式测量瞬时声压级，进行10 分钟的等效声压级测量，并将瞬时声压级、等效声压级、统计声压级、最大声压级、最小声压 级显示在液晶显示器上。以下给出本实用新型的一种能实现更好声级测量效果的具体应用方式传声器可 采用电容式传声器；前置放大器可安装在声级计内部靠近电容式传感器的部位；DSP为浮 点芯片或者其他32位的DSP ；外部存储器可用可寻址空间为512K或其他型号的存储器；单 片机可采用C51系列的单片机；DSP与单片机之间可接电平转换芯片，以保证DSP与单片机 进行稳定的通讯；液晶显示器可采用具有图形显示功能的液晶显示器。如果采用外接的AD 采样模块，优选采用24位、上限量程最小值为IOV的AD采样模块。综上所述，本实用新型利用DSP强大的数字信号处理能力，实现不同类型计权声 压级的计算，以及实现信号的倍频程分析等，同时将测量数据显示在液晶显示器上，并将测 量数据保存在扩展存储器中以备提取，系统的电路结构简单，测量速度快，精度高，动态范 围大。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
权利要求一种数字式声级计，其特征在于，包括采集声音信号，并转化为模拟的电压信号的传声器；降低电压信号阻抗，得到低阻抗电压信号的放大器；将所述低阻抗电压信号转换成数字信号的AD采样模块；获取计算参数，并向数字信号处理器发送中断信号的单片机；响应所述中断信号的数字信号处理器；并且所述传声器、放大器、AD采样模块、数字信号处理器和所述单片机依次连接。
2.如权利要求1所述的数字式声级计，其特征在于，所述AD采样模块设置于所述数字 信号处理器内部；所述放大器包括对所述电压信号进行阻抗变换，将高阻抗电压信号变成低阻抗电压信号的前置放大器；根据所述AD采样模块的满量程值调整所述低阻抗电压信号大小，并将处理后的信号 发送给所述AD采样模块的程控放大器。
3.如权利要求1所述的数字式声级计，其特征在于，所述AD采样模块连接在所述数字 信号处理器与所述放大器之间；所述放大器为对所述电压信号进行阻抗变换，将高阻抗电 压信号变成低阻抗电压信号，并发送给所述AD采样模块的前置放大器。
4.如权利要求1所述的数字式声级计，其特征在于，所述数字信号处理器上连接有外 部存储器。
5.如权利要求1所述的数字式声级计，其特征在于，所述单片机上连接有键盘。
6.如权利要求1所述的数字式声级计，其特征在于，所述单片机与所述数字信号处理 器之间连接有电平转换电路，所述单片机与所述数字信号处理器之间采用SCI协议进行通
7.如权利要求1所述的数字式声级计，其特征在于，所述传声器为电容式传声器。
专利摘要本实用新型公开了一种数字式声级计，包括依次连接的传声器、放大器、AD采样模块、数字信号处理器和单片机，其中，所述传声器，用于采集声音信号，并将其转化为模拟的电压信号；所述放大器，用于降低所述电压信号阻抗，得到低阻抗电压信号；所述AD采样模块，用于将所述低阻抗电压信号转换成数字信号；所述单片机，用于获取声压级计算所需的计算参数，并向所述数字信号处理器发送中断信号；所述数字信号处理器，用于响应所述中断信号，根据所述计算参数，对所述数字信号进行声压级分析计算，得到声压级。本实用新型的数字声级计系统电路结构简单、测量速度快、精度高、动态范围大。
文档编号G01H11/06GK201637481SQ20092013411
公开日2010年11月17日 申请日期2009年7月17日 优先权日2009年7月17日
发明者曹广忠, 潘剑飞, 秦斌, 阮双琛, 雷晓瑜 申请人:深圳大学