環(huán)境中的噪聲會影響人們正常的工作、學習與休息,過量的噪聲還會損害人的聽覺、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,需要及時轉移受體避免過量噪聲,因此需對噪聲進行實時監(jiān)測。傳統(tǒng)的噪聲測量儀器中,音頻信號需經(jīng)過放大電路、計權網(wǎng)絡、檢波器、對數(shù)放大器和積分電路等一系列模擬電路進行處理,其電路結構復雜、元件精度要求高、難于調試、功耗高、體積大。本課題設計了一種新型低功耗個體噪聲暴露保護裝置,主要內(nèi)容如下:（1）提出了個體噪聲暴露保護裝置的全數(shù)字方案,采用脈沖密度調制（PDM）接口的MEMS數(shù)字麥克風采集噪聲,以數(shù)字信號處理技術代替模擬電路實現(xiàn)噪聲信號的處理,實現(xiàn)對噪聲劑量的監(jiān)測與報警。（2）設計了一種低功耗個體噪聲暴露保護裝置,裝置主要由MEMS數(shù)字麥克風、存儲器、接口轉換電路、用戶按鍵、報警LED、MCU和電源模塊六個部分組成。完成了器件選型和低功耗電路設計,并在搭建好的硬件環(huán)境中設計了外設的驅動程序以及實現(xiàn)了噪聲信號的全數(shù)字化處理,完成了裝置的低功耗軟件設計。（3）根據(jù)噪聲劑量累積過程中,聲強較小的噪聲對100%劑量影響較低的特性,... 

【文章來源】：長沙理工大學湖南省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

PDM信號

?圖２．２?—階Ｓｉｇｍａ－ｄｅｌｔａ調制器??ＰＤＭ信號為單比特信號，以其信號的密度反應原始信號的幅值。如圖２．３所示，??ＰＤＭ信號中全由“１”組成的部分對應幅值為正的電壓；全由“０”組成的部分對應負幅值的??電壓；由“１”和“０”交替組成的部分則對應于０幅值的電壓【２８】。??—ＭＷ??圖２．３?ＰＤＭ信號??２．３?ＰＤＭ信號的解調??原始信號的平均幅值是由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，因此可通過低通濾波實現(xiàn)對ＰＤＭ信號的解調；低通濾波的帶寬應??包含有效信號的頻率，且不能引入量化噪聲。ＰＤＭ信號在調制時使用了過采樣技術，低??通濾波的頻率必須與過采樣率保持一致，這將導致解碼過程產(chǎn)生較大的計算量和功耗，??為了避免這一問題，往往對信號進行降采樣處理［２９】。本課題選用ＣＩＣ（Ｃａｓｃａｄｅｄ?Ｍｅｇｍｔｏｒ－??Ｃｏｍｂ）抽取濾波器對ＰＤＭ信號進行數(shù)字抽取濾波實現(xiàn)解碼。??ＣＩＣ濾波器結構簡單，設計過程中不涉及到乘法器，計算效率高，具有系統(tǒng)穩(wěn)定和??線性相位等優(yōu)點，常用于實現(xiàn)降采樣抽�。桑�。圖２．４為ＣＩＣ抽取濾波器的基本結構，其??結構較為清晰

??圖２．２?—階Ｓｉｇｍａ－ｄｅｌｔａ調制器??ＰＤＭ信號為單比特信號，以其信號的密度反應原始信號的幅值。如圖２．３所示，??ＰＤＭ信號中全由“１”組成的部分對應幅值為正的電壓；全由“０”組成的部分對應負幅值的??電壓；由“１”和“０”交替組成的部分則對應于０幅值的電壓【２８】。??—ＭＷ??圖２．３?ＰＤＭ信號??２．３?ＰＤＭ信號的解調??原始信號的平均幅值是由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，因此可通過低通濾波實現(xiàn)對ＰＤＭ信號的解調；低通濾波的帶寬應??包含有效信號的頻率，且不能引入量化噪聲。ＰＤＭ信號在調制時使用了過采樣技術，低??通濾波的頻率必須與過采樣率保持一致，這將導致解碼過程產(chǎn)生較大的計算量和功耗，??為了避免這一問題，往往對信號進行降采樣處理［２９】。本課題選用ＣＩＣ（Ｃａｓｃａｄｅｄ?Ｍｅｇｍｔｏｒ－??Ｃｏｍｂ）抽取濾波器對ＰＤＭ信號進行數(shù)字抽取濾波實現(xiàn)解碼。??ＣＩＣ濾波器結構簡單，設計過程中不涉及到乘法器，計算效率高，具有系統(tǒng)穩(wěn)定和??線性相位等優(yōu)點

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]基于ARM和DSP的環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 王姍.北京交通大學 2014
[4]論傳聲器技術的數(shù)字化發(fā)展趨勢[D]. 孫旭.南京藝術學院 2012



本文編號：3465188