環(huán)境中的噪聲會(huì)影響人們正常的工作、學(xué)習(xí)與休息,過量的噪聲還會(huì)損害人的聽覺、視覺器官,引發(fā)心理疾病。聲源、傳播途徑和受體是噪聲產(chǎn)生危害的三要素,在無法消除聲源和阻礙其傳播時(shí),需要及時(shí)轉(zhuǎn)移受體避免過量噪聲,因此需對(duì)噪聲進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。傳統(tǒng)的噪聲測(cè)量?jī)x器中,音頻信號(hào)需經(jīng)過放大電路、計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)、檢波器、對(duì)數(shù)放大器和積分電路等一系列模擬電路進(jìn)行處理,其電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、元件精度要求高、難于調(diào)試、功耗高、體積大。本課題設(shè)計(jì)了一種新型低功耗個(gè)體噪聲暴露保護(hù)裝置,主要內(nèi)容如下:（1）提出了個(gè)體噪聲暴露保護(hù)裝置的全數(shù)字方案,采用脈沖密度調(diào)制（PDM）接口的MEMS數(shù)字麥克風(fēng)采集噪聲,以數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)代替模擬電路實(shí)現(xiàn)噪聲信號(hào)的處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)噪聲劑量的監(jiān)測(cè)與報(bào)警。（2）設(shè)計(jì)了一種低功耗個(gè)體噪聲暴露保護(hù)裝置,裝置主要由MEMS數(shù)字麥克風(fēng)、存儲(chǔ)器、接口轉(zhuǎn)換電路、用戶按鍵、報(bào)警LED、MCU和電源模塊六個(gè)部分組成。完成了器件選型和低功耗電路設(shè)計(jì),并在搭建好的硬件環(huán)境中設(shè)計(jì)了外設(shè)的驅(qū)動(dòng)程序以及實(shí)現(xiàn)了噪聲信號(hào)的全數(shù)字化處理,完成了裝置的低功耗軟件設(shè)計(jì)。（3）根據(jù)噪聲劑量累積過程中,聲強(qiáng)較小的噪聲對(duì)100%劑量影響較低的特性,... 

【文章來源】：長(zhǎng)沙理工大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

PDM信號(hào)

?圖２．２?—階Ｓｉｇｍａ－ｄｅｌｔａ調(diào)制器??ＰＤＭ信號(hào)為單比特信號(hào)，以其信號(hào)的密度反應(yīng)原始信號(hào)的幅值。如圖２．３所示，??ＰＤＭ信號(hào)中全由“１”組成的部分對(duì)應(yīng)幅值為正的電壓；全由“０”組成的部分對(duì)應(yīng)負(fù)幅值的??電壓；由“１”和“０”交替組成的部分則對(duì)應(yīng)于０幅值的電壓【２８】。??—ＭＷ??圖２．３?ＰＤＭ信號(hào)??２．３?ＰＤＭ信號(hào)的解調(diào)??原始信號(hào)的平均幅值是由ＰＤＭ脈沖隨吋間的密度來決定的，而低通濾波器的基本??功能就是平均信號(hào)，因此可通過低通濾波實(shí)現(xiàn)對(duì)ＰＤＭ信號(hào)的解調(diào)；低通濾波的帶寬應(yīng)??包含有效信號(hào)的頻率，且不能引入量化噪聲。ＰＤＭ信號(hào)在調(diào)制時(shí)使用了過采樣技術(shù)，低??通濾波的頻率必須與過采樣率保持一致，這將導(dǎo)致解碼過程產(chǎn)生較大的計(jì)算量和功耗，??為了避免這一問題，往往對(duì)信號(hào)進(jìn)行降采樣處理［２９】。本課題選用ＣＩＣ（Ｃａｓｃａｄｅｄ?Ｍｅｇｍｔｏｒ－??Ｃｏｍｂ）抽取濾波器對(duì)ＰＤＭ信號(hào)進(jìn)行數(shù)字抽取濾波實(shí)現(xiàn)解碼。??ＣＩＣ濾波器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)過程中不涉及到乘法器，計(jì)算效率高，具有系統(tǒng)穩(wěn)定和??線性相位等優(yōu)點(diǎn)，常用于實(shí)現(xiàn)降采樣抽取ＩＭ。圖２．４為ＣＩＣ抽取濾波器的基本結(jié)構(gòu)，其??結(jié)構(gòu)較為清晰

??圖２．２?—階Ｓｉｇｍａ－ｄｅｌｔａ調(diào)制器??ＰＤＭ信號(hào)為單比特信號(hào)，以其信號(hào)的密度反應(yīng)原始信號(hào)的幅值。如圖２．３所示，??ＰＤＭ信號(hào)中全由“１”組成的部分對(duì)應(yīng)幅值為正的電壓；全由“０”組成的部分對(duì)應(yīng)負(fù)幅值的??電壓；由“１”和“０”交替組成的部分則對(duì)應(yīng)于０幅值的電壓【２８】。??—ＭＷ??圖２．３?ＰＤＭ信號(hào)??２．３?ＰＤＭ信號(hào)的解調(diào)??原始信號(hào)的平均幅值是由ＰＤＭ脈沖隨吋間的密度來決定的，而低通濾波器的基本??功能就是平均信號(hào)，因此可通過低通濾波實(shí)現(xiàn)對(duì)ＰＤＭ信號(hào)的解調(diào)；低通濾波的帶寬應(yīng)??包含有效信號(hào)的頻率，且不能引入量化噪聲。ＰＤＭ信號(hào)在調(diào)制時(shí)使用了過采樣技術(shù)，低??通濾波的頻率必須與過采樣率保持一致，這將導(dǎo)致解碼過程產(chǎn)生較大的計(jì)算量和功耗，??為了避免這一問題，往往對(duì)信號(hào)進(jìn)行降采樣處理［２９】。本課題選用ＣＩＣ（Ｃａｓｃａｄｅｄ?Ｍｅｇｍｔｏｒ－??Ｃｏｍｂ）抽取濾波器對(duì)ＰＤＭ信號(hào)進(jìn)行數(shù)字抽取濾波實(shí)現(xiàn)解碼。??ＣＩＣ濾波器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)過程中不涉及到乘法器，計(jì)算效率高，具有系統(tǒng)穩(wěn)定和??線性相位等優(yōu)點(diǎn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3465188