[发明专利]一种数字化声学检测系统

说明书

技术领域

本发明为一体化数字声学分析系统，具体地说是采用数字处理技术，获得各类声学测量项目的系统，具有精度高、扩展性强、造价低廉等特点，可广泛应用于声振信号检测和分析领域内。 

背景技术

 现有的声学检测系统，精度低、扩展性差、造价高。如B&K公司作为声学测量行业的领先企业于1960年制造了型号为2203的世界上第一台手持式声级计，开始了便携式声信号分析系统的研制历程。然而这台2203型号声级计功能很少，没有脉冲时间常数测量也没有峰值检测。随着信号理论及大规模集成电路的发展，声学分析仪器功能越来越强，B&K最新2250型号声级计不仅可以同时测量 A、C 频率计权，快（F）、慢（S）时间计权的全部测量，还可以测量倍频程谱和1/3 倍频程谱，动态范围达到 140dB。但这种声级计计算量大，精度低。 

发明内容

本发明的目的是提供一种数字化声学检测系统。

本发明要解决的是现有现有声学检测系统精度低、扩展性差、计算量大和造价高等的问题。 

本发明的技术方案是：包括传声器、前置电路、AD、信号处理器、触摸屏和键盘，传声器把声信号转变为电信号后，送入到前置电路，前置电路把信号放大后送入到AD，进行模数转换，转换后的信号送入到信号处理器进行信号处理，触摸屏和键盘与信号处理器连接。 

所述的信号处理器内设有校准模块、声级测量模块、频谱分析模块和FFT分析模块； 

校准模块用于通道校准和传声器校准。

声级测量模块支持A、C、Z频率计权，F、S、I时间计权，用于计算瞬时声级Lp、最大声级Lmax、最小声级Lmin、等效连续声级Leq、白天等效连续声级Ld、夜晚等效连续声级Ln、昼夜等效连续声级Ldn、声暴露E、声暴露级Le 、统计声级LN 及标准偏差SD、峰值声级Lpk。 

频谱分析模块允许在宽广的频率范围内用1/1和1/3倍频程频带进行实时测量，支持A、C、Z频率计权，F、S时间计权；频谱分析模块的频谱分析包括瞬时声级Lp、最大声级Lmax、最小声级Lmin、等效连续声级Leq、声暴露E、声暴露级Le、峰值声级Lpk、峰值保持Lhold。 

    FFT分板模块用于测量选频段瞬时声级和最大、最小声级。 

上述校准模块、声级测量模块、频谱分析模块和FFT分析模块为独立模块，分别完 

成对应的功能；测量时先使用校准模块进行传声器灵敏度校准，然后根据具体需要，分别选择声级测量模块、频谱分析模块或FFT分析模块。

所述的信号处理器为双核架构的 OMAPL138处理器。 

所述的前置电路用来进行阻抗变换和前置放大。前置电路包括一台前置放大器，它为AWA14604型ICP前置放大器，由恒流源供电，具有高输入阻抗、低输出阻抗、低噪声等特点，它的信号线和电源线合二为一。 

本发明的优点是：本发明通过用采样率的高性能滤波器组，实现高分辨率分数阶倍频程算法，极大地减少计算量，完成对信号进行1~1/24倍频程实时频谱分析。本发明的系统根据目前多采样率原理设计多分辨率倍频程及 1/3 倍频程，将整个倍频程分析设计成多级结构，每一级的采样率均为上一级的二分之一，并且按照倍频程的规律进行频程划分，实现了频谱分析的多分辨率特性，提高了分析精度并减少了计算量。 

本发明采用内插FIR滤波器实现过渡带极窄的高通滤波，滤波低频噪声，大幅度减少本底噪声，提高系统性能。 

本发明所采用的FFT分析在给定频谱范围内可任意选择起始和终止频率，提供更高 

分辨率FFT分析，可以在一个基带频带间隔里的一个窄带宽度内获取非常好的精度。

附图说明

图1为本发明的硬件结构框图。 

图2为本发明信号处理器内各模块作用关系图。 

图3为本发明各模块关系框图。 

图4为本发明基于多采样率理论倍频程分析原理图。 

图5为抗混叠滤波器频响曲线图。 

图6为本发明电话铃声1/3倍频程频谱图。 

具体实施方式

    下面结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的说明。