基于AWA14423探头的数字声级计的研制

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噪声是我们日常生产和生活中不可避免的声音污染,近年来备受关注,它是当代环境的四大污染源之一,与水污染、固体废物污染和大气污染并列。因此,怎样治理噪声污染一直是环境保护的重要任务之一。目前,世界各国都在积极开展噪声的监测和治理,而要想解决好噪声污染问题,首要问题是对噪声信号的采集、测量和分析。当前我国的噪声污染较为严重,噪声治理较为落后,因此,研制一种环境噪声监测系统,以满足噪声测量的需求,具有重要意义。  本文研制了声级计装置,依据数字滤波器设计原理设计并在5509A DSP板上实现了对噪声的计权滤波,从而实现了对噪声信号的采集和测量。本文主要进行以下几方面工作:提出了基于TI公司的TMS320VC5509A DSP芯片的设计方案和框架结构,详细描述了DSP数字声级计的硬件设计过程;通过对FIR和IIR滤波器的对比分析,选择了IIR滤波器并实现了噪声的A计权和C计权滤波,通过MATLAB仿真后在DSP上实现了计权滤波;噪声通过AWA的声传感器变为电信号,经过AD712运算放大器对信号进行放大,放大后的信号经过TLV320AIC23B芯片模数转换后送往DSP5509A进行计权滤波,最终结果由串口传输给上位机或单片机液晶显示系统;绘制了各模块原理图及PCB板图;分别编写了DSP主控软件、上位机显示软件、及单片机液晶显示软件;以实验室现有设备搭建了硬件实验平台,进行了相关实验,运用最小二乘拟合,进行了软件的校准,完成了系统的验证实验;最后就系统调试、校准过程中遇到的问题进行了分析,及时进行了改正,并设计和进行了相应的噪声验证实验。  经过相应的噪声实验验证了,最终设计的DSP数字声级计能够实时监测20~20000Hz频率范围,40~100dB动态范围的噪声信号。测量结果满足误差在±1dB范围之内,证明了本设计方案的可行性、功能的可靠性与结果的准确性。系统实现了预定的功能,达到了技术指标要求,能够做到噪声的实时监测。
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