便携式数字噪声计的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及噪声监测和传感器技术领域，特别涉及一种便携式数字噪声计。
【背景技术】
[0002]噪声计作为一种常用的噪声测量设备，广泛应用于噪声测量领域。然而，当前噪声计的应用具有一定局限性。一方面，噪声计难以通过自身的测量功能来统计并评估一定时间内环境噪声的整体趋势，需采集数据后借助计算机等平台进行统计评估。另一方面，传统的噪声计包括声压转换器、运算放大器、有效值检波器、对数变换器、AD模数转换器、微控制器、显示屏等部分，如果想保证噪声计具有较高的精度，则硬件成本会相对较高，使用者大多为环保部门测试员或科研工作者等，难以进入普通百姓家庭。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
[0004]为此，本实用新型的目的在于提出一种便携式数字噪声计，该数字噪声计具有精确度高、一致性好、结构简单、成本低的优点，同时便于携带，且应用范围广。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型提出了一种便携式数字噪声计，包括:信号处理单元，所述信号处理单元用于检测噪声信号，并将所述噪声信号转换为直流电压信号；控制单元，所述控制单元与所述信号处理单元相连，以根据所述直流电压信号得到噪声分贝值；以及显示单元，所述显示单元与所述控制单元相连，用于显示所述噪声分贝值。
[0006]根据本实用新型的便携式数字噪声计，信号处理单元检测噪声信号，并将噪声信号转换为直流电压信号，控制单元将直流电压信号进行模数转换、加权计算及对数变换处理后得到噪声分贝值，然后显示噪声分贝值。该数字噪声计具有精确度高、一致性好、结构简单、成本低的优点，同时便于携带，且应用范围广。
[0007]另外，根据本实用新型上述的便携式数字噪声计还可以具有如下附加的技术特征:
[0008]在一些示例中，所述信号处理单元包括:声压转换器，所述声压转换器用于检测噪声信号，并将所述噪声信号转换为电压信号；高通滤波器，所述高通滤波器与所述声压转换器电连接，用于对所述电压信号进行滤波，以滤除所述电压信号的中低频信号；运算放大器，所述运算放大器与所述高通滤波器电连接，用于对所述高通滤波器输出的电压信号进行放大；低通滤波器，所述低通滤波器与所述运算放大器电连接，用于对放大后的电压信号进行低通滤波，以滤除其中的高频信号；有效值检波器，所述有效值检波器与所述低通滤波器电连接，用于将所述低通滤波器输出的交变电压信号转换成与被测声压有效值成比例的直流电压信号。
[0009]在一些示例中，所述声压转换器、运算放大器及有效值检波器均由通用性IC器件及其外围器件构成。
[0010]在一些不例中，所述声压转换器为电容式麦克风。[0011 ] 在一些示例中，所述高通滤波器和所述低通滤波器的频带宽度可调。
[0012]在一些示例中，所述控制单元为单片机。
[0013]在一些示例中，所述显示单元通过有线或无线与所述控制单元相连。
[0014]在一些示例中，所述显示单元为LED显示屏或IXD显示屏。
[0015]在一些示例中，还包括:输入端口，所述输入端口用于连接外部电源保护电路以及为所述控制单元提供仿真接口。
[0016]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0017]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0018]图1是根据本实用新型一个实施例的便携式数字噪声计的结构框图；
[0019]图2是根据本实用新型一个实施例的信号处理单元的结构框图；
[0020]图3是根据本实用新型另一个实施例的便携式数字噪声计的各功能单元的连接示意图；
[0021]图4是根据本实用新型一个实施例的频率响应特性曲线示意图；以及
[0022]图5是根据本实用新型一个实施例的一致性测试曲线图。
【具体实施方式】
[0023]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0024]以下结合附图描述根据本实用新型实施例的便携式数字噪声计。
[0025]图1是根据本实用新型一个实施例的便携式数字噪声计的结构框图。如图1所示，该便携式数字噪声计100包括:信号处理单元110、控制单元120和显示单元130。
[0026]其中，信号处理单元110用于检测噪声信号，并将噪声信号转换为直流电压信号。控制单元120与信号处理单元110相连，以根据直流电压信号得到噪声分贝值，具体地说，控制单元120用于将直流电压信号进行模数转换、加权计算及对数变换处理后得到噪声分贝值。显示单元130与控制单元120相连，用于显示噪声分贝值。其中，在本实用新型的一个实施例中，控制单元120例如为单片机。显示单元130例如为LED显示屏或LCD显示屏。更为具体地，显示单元130例如通过有线或无线与控制单元120相连。
[0027]换言之，控制单元120具有AD模数转换、加权计算、对数变换等功能，将多种功能集中于单片机或其它控制器，简化了硬件电路，同时节约了成本。
[0028]在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，信号处理单元110进一步包括:声压转换器111、高通滤波器112、运算放大器113、低通滤波器和有效值检波器115。
[0029]其中，声压转换器111用于检测噪声信号，并将噪声信号转换为电压信号。高通滤波器112与声压转换器111电连接，用于对电压信号进行滤波，以滤除电压信号的中低频信号。运算放大器113与高通滤波器112电连接，用于对高通滤波器112输出的电压信号进行放大。低通滤波器114与运算放大器113电连接，用于对放大后的电压信号进行低通滤波，以滤除其中的高频信号。有效值检波器115与低通滤波器114电连接，用于将低通滤波器114输出的交变电压信号转换成与被测声压有效值成比例的直流电压信号。在具体示例中，例如，声压转换器111、运算放大器113及有效值检波器115均由通用性IC器件及其外围器件构成。更为具体地，声压转换器111例如为电容式麦克风，具有成本低的优点。
[0030]在本实用新型的一个实施例中，高通滤波器112和低通滤波器114的频带宽度可根据实际需求进行调节。
[0031]在本实用新型的进一步实施例中，如图3所示，该便携式数字噪声计100例如还包括:输入端口 140。输入端口 140用于连接外部电源保护电路以及为控制单元120提供仿真接口，输入端口 140例如为但不限于USB接口。其中，电源保护电路位于电源接口与电源稳压器之间。
[0032]作为具体的示例，图3展示了本实用新型实施例的便携式数字噪声计100的各功能单元的连接关系。结合图3，本实用新型的便携式数字噪声计100的结构及原理概述如下:USB接口(即输入端口 140) —方面为数字噪声计100提供电源，另一方面为控制单元120(如单片机)提供仿真接口。USB接口输出电源经过保护电路9后，得到稳定、纹波小、防短路、防过载的5V直流电压。5V直流电压一方面给运算放大器113、有效值检波器115、显示单元130提供电源。另一方面，5V直流电压经过稳压器11转换为3.3V直流电压为控制单元120提供电源。MIC咪头(即声压转换器111)是数字噪声计100的传感器，将感应到的噪声信号转换为相应的电压输出。电压信号经高通滤波器112滤波，使输出信号的频率不小于高通截止频率。高通滤波后的信号进入运算放大器113，将微小的电压信号放大，通过调节电位器14，使增益在一定范围内变化。放大后的电压信号再经过低通滤波器114，使输出信号的频率不大于低通截止频率。电压信号经过低通滤波后输入有效值检波器115，将交变信号转换成与被测声压有效值成比例的直流信号。有效值检波器115输出的直流信号被送至控制单元120，控制单元120通过模数转换器将模拟电压信