一种基于数字信号处理的噪声测量系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于数字信号处理的噪声测量系统及方法，其系统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，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，用于降低电压信号阻抗，得到低阻抗电压信号；AD采样模块用于将低阻抗电压信号转换成数字信号；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。本发明所提供的基于DSP的数字式噪声测量系统及方法，其硬件连接简单、算法实现容易、动态范围大、测量精度高。

主权项

一种基于数字信号处理的噪声测量系统，其特征在于，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，采样数字信号，根据所述计算参数选择分析模式，对所述数字信号进行声压级分析计算，得到声压级；所述分析模式包括倍频程分析和FFT分析，其中：所述倍频程分析包括：采样4096个数字信号数据；初始化倍频程分析结果存储区，将所有数字信号先通过20KHz的带通滤波器，计算4096个滤波结果的平方和，并进行线性平均；再按1/2抽取重组信号，将数字信号循环通过预定频率的数字带通滤波器进行滤波，进行求平方和及进行线性平均，依次包括16KHz的带通滤波器、12.5KHz的带通滤波器和10KHz的带通滤波器，将最后结果通过10KHz的低通滤波器后，计算各带通滤波器滤波后的总平均值，并计算各频带声压级以及总声压级；再对数字信号进行1/2抽取以进行下一轮的滤波；每次滤波计算结果均存储在倍频程分析结果存储区中，以备后续运算分析使用；设定循环次数i＝10，当i≥10时，直到定时器溢出产生中断时，停止倍频程分析，利用保存在倍频程分析结果存储区中的数据计算出等效声压级，统计声压级；所述分析模式为FFT分析时，包括：设定预定分析时间，并采样数字信号；对所述数字信号进行FFT变换，得到信号频谱、能量谱、单边功率谱， 通过单边功率谱求出噪音信号的声压谱，根据计算声压级的公式计算出各频率点的声压级；计算各频率点的声压级值，并绘制声压级谱，通过分贝求和运算计算出总声压级。