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          一種低成本便攜式的高精度噪聲計設(shè)計方案

          作者: 時間:2010-01-04 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            噪聲污染和氣體污染、固體物質(zhì)污染已稱為當(dāng)今世界三大污染。過高的噪聲會損害人們的健康,如產(chǎn)生神經(jīng)衰弱、神經(jīng)質(zhì)等。噪聲監(jiān)測是提高人類生活水平的重要途徑。人耳的聽閾一般是20μPa,痛閾一般為200 Pa,其間相差107倍,這樣寬廣的聲壓范圍不易測量,而且人耳對聲壓相對變化的分辨具有非線性特征,通常采用40方等響曲線的反曲線對聲壓級進行計權(quán)校正,即用A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)測A聲級,它的單位是dB。目前,國外公司一直占據(jù)國內(nèi)市場,它的價格普遍偏高,嚴重制約了的廣泛使用。然而,用于日常生活的環(huán)境噪聲測量設(shè)備并不需要復(fù)雜和十分精確的測量儀器,因此設(shè)計一種、、可滿足日常生活使用的十分重要。

            1 電路設(shè)計

            聲學(xué)中常用聲壓級Lp來反映聲壓的變化,將聲壓P的聲壓級表示為:

            LP=20lg(P/P0)

            式中:基準量P0單位為μPa,當(dāng)P=P0時,Lp=0 dB;

            當(dāng)P=107P0時,LP=140 dB。

            系統(tǒng)原理圖如圖1所示,在信號采集和放大電路中采用了駐極體傳聲器,并采用反相放大器將信號放大到適宜處理的范圍;通過A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)很好地滿足人耳對不同頻率聲音的敏感性;AD536芯片很容易得到有效值及其相對應(yīng)的分貝值,避免采用單片機進行大運算量的對數(shù)處理,提高了反應(yīng)速度;調(diào)整電路可以確定所需的不同測量零點;最后用數(shù)碼管對結(jié)果進行實時顯示,具有快慢顯示功能。

          系統(tǒng)原理圖

            1.1 噪聲信號的采集及放大電路實現(xiàn)

            駐極體話筒采用源極接地,漏極輸出的方法連接,動態(tài)范圍寬,靈敏度高。在VCC=9 V的電壓驅(qū)動下,動態(tài)范圍可以達到一2~+2V。經(jīng)過調(diào)試,當(dāng)話筒電壓V1=VCC/2時,話筒靈敏度達到最大。在本電路中取漏極負載電阻R1=20 kΩ,電路圖如圖2所示。傳感器將噪聲信號變換為電信號后,繼續(xù)將其放大。放大電路采用帶寬大于2 MHz的運算放大器

          信號的采集及放大電路

            電路參數(shù):R2=20 kΩ,R3=51 kΩ,C=0.22μF;

            增益:A=R3/R2=2.55;

            輸出電壓幅值大致范圍:0~5 V。


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          關(guān)鍵詞: 高精度 噪聲計 低成本 便攜式

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