發(fā)布時(shí)間：2023-10-27 20:09

　　聲強(qiáng)測(cè)量是聲學(xué)領(lǐng)域中的一種重要測(cè)量技術(shù),廣泛應(yīng)用于聲功率測(cè)量、聲源方向測(cè)定、環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)以及機(jī)器故障診斷等方面。目前國(guó)內(nèi)的聲強(qiáng)測(cè)量系統(tǒng)普遍采用“聲強(qiáng)探頭+信號(hào)調(diào)理電路+數(shù)據(jù)采集卡+計(jì)算機(jī)”的技術(shù)方案,價(jià)格昂貴、不易攜帶,嚴(yán)重制約了聲強(qiáng)測(cè)量技術(shù)在聲學(xué)測(cè)量領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用。為了解決上述問(wèn)題,本文在衡陽(yáng)衡儀電氣有限公司委托開發(fā)項(xiàng)目“聲強(qiáng)測(cè)量?jī)x研發(fā)”的支持下,開展聲強(qiáng)測(cè)量方法研究,在此基礎(chǔ)上,研制了一款基于DSP的便攜式聲強(qiáng)測(cè)量?jī)x。本文主要開展如下四方面的研究工作:(1)對(duì)比分析各種聲強(qiáng)測(cè)量方法的優(yōu)缺點(diǎn),著重介紹本文所采用的頻域p-p法測(cè)量聲強(qiáng)的原理,并給出了該方法的數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)過(guò)程;(2)對(duì)比分析頻率計(jì)權(quán)的數(shù)字濾波器和FFT的兩種實(shí)現(xiàn)方法,給出了各自的適用場(chǎng)合;(3)通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的倍頻程分析方法——時(shí)域帶通濾波器組算法和定采樣FFT算法進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)上述方法均存在運(yùn)算量大、實(shí)時(shí)性差以及低頻段誤差較大等缺陷,難以滿足聲強(qiáng)測(cè)量?jī)x對(duì)倍頻程分析的測(cè)量精度和實(shí)時(shí)性的要求。因此,本文提出了一種基于多采樣率的FFT倍頻程分析算法,提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和低頻段的測(cè)量精度;(4)構(gòu)建了“雙傳聲器探頭+信號(hào)調(diào)理電路...

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1.緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外聲強(qiáng)測(cè)量技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.3 課題來(lái)源與本文研究?jī)?nèi)容
2.聲強(qiáng)測(cè)量的原理
    2.1 噪聲測(cè)量概述
        2.1.1 聲壓與聲壓級(jí)
        2.1.2 聲強(qiáng)與聲強(qiáng)級(jí)
        2.1.3 頻率計(jì)權(quán)
        2.1.4 倍頻程分析
    2.2 聲強(qiáng)測(cè)量的原理及實(shí)現(xiàn)方法
        2.2.1 p-u法測(cè)量聲強(qiáng)
        2.2.2 p-p法測(cè)量聲強(qiáng)
    2.3 雙傳聲器探頭
3.聲強(qiáng)測(cè)量中的關(guān)鍵算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    3.1 頻率計(jì)權(quán)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        3.1.1 頻率計(jì)權(quán)的原理
        3.1.2 基于數(shù)字濾波器的頻率計(jì)權(quán)
        3.1.3 基于FFT的頻率計(jì)權(quán)
    3.2 窗函數(shù)的選擇
    3.3 基于FFT的聲壓級(jí)與聲強(qiáng)級(jí)的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)
        3.3.1 基于FFT的聲壓級(jí)的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)
        3.3.2 基于FFT的聲強(qiáng)級(jí)的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)
    3.4 傳統(tǒng)的倍頻程分析方法
        3.4.1 時(shí)域帶通濾波器組的倍頻程算法分析
        3.4.2 定采樣的FFT倍頻程算法分析
    3.5 基于多采樣率的FFT倍頻程算法分析及設(shè)計(jì)
        3.5.1 以因子D抽取
        3.5.2 算法原理
        3.5.3 抽取因子D的確定及頻段的劃分
        3.5.4 抗混疊濾波器的設(shè)計(jì)及數(shù)字化實(shí)現(xiàn)
        3.5.5 時(shí)間復(fù)雜度優(yōu)化
        3.5.6 倍頻程性能仿真驗(yàn)證
4.基于DSP的聲強(qiáng)測(cè)量?jī)x的硬件設(shè)計(jì)
    4.1 聲強(qiáng)測(cè)量?jī)x硬件設(shè)計(jì)概述
    4.2 數(shù)據(jù)采集單元設(shè)計(jì)
        4.2.1 雙傳聲器輸出
        4.2.2 運(yùn)算放大器的選型
        4.2.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選型
        4.2.4 信號(hào)調(diào)理電路
        4.2.5 ADC外圍電路設(shè)計(jì)
    4.3 信息處理單元設(shè)計(jì)
        4.3.1 DSP與ADC的接口電路設(shè)計(jì)
        4.3.2 DSP的最小系統(tǒng)
    4.4 電源單元設(shè)計(jì)
        4.4.1 正負(fù)9V電源設(shè)計(jì)
        4.4.2 5V電源設(shè)計(jì)
        4.4.3 3.3V電源設(shè)計(jì)
5.基于SYS/BIOS的聲強(qiáng)測(cè)量?jī)x的軟件設(shè)計(jì)
    5.1 SYS/BIOS簡(jiǎn)介
    5.2 基于SYS/BIOS系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        5.2.1 主程序模塊
        5.2.2 系統(tǒng)初始化模塊
        5.2.3 數(shù)據(jù)處理模塊
    5.3 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 A頻率計(jì)權(quán)實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 倍頻程分析實(shí)驗(yàn)
總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀碩士期間參與的項(xiàng)目與撰寫的學(xué)術(shù)論文
附錄B 基于DSP聲強(qiáng)測(cè)量?jī)x實(shí)物圖
附錄C 基于DSP聲強(qiáng)測(cè)量?jī)x的測(cè)試平臺(tái)



本文編號(hào)：3857189