[发明专利]一种基于数字信号处理的噪声测量系统及方法

权利要求书

1.一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。

2.如权利要求1所述的噪声测量系统，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；所述放大器包括前置放大器和程控放 大器，其中，

所述前置放大器，用于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；

所述程控放大器，用于根据所述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。

3.如权利要求1所述的噪声测量系统，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；所述放大器为前置放大 器，用于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。

4.如权利要求1所述的噪声测量系统，其特征在于，所述数字信号处 理器上连接有外部存储器，用于存储所述计算结果。

5.如权利要求1所述的噪声测量系统，其特征在于，所述单片机上连 接有键盘，用于输入所述数字信号处理器进行声压级计算分析所需要的计 算参数，包括时间计权方式、测量时间或显示模式。

6.如权利要求1所述的噪声测量系统，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，并采用SCI协议进行通信。