一種基于三級放大電路的環(huán)境噪聲測量儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于三級放大電路的環(huán)境噪聲測量儀，包含駐極體傳感器、三級放大電路、V/F變換模塊、微控制器模塊、譯碼器和LED數(shù)碼管，所述駐極體傳感器依次通過三級放大電路、V/F變換模塊連接微控制器模塊，所述微控制器模塊通過譯碼器連接LED數(shù)碼管，本發(fā)明以89C51單片機為核心，采用V／F轉(zhuǎn)換技術(shù)構(gòu)成的低成本、便攜式數(shù)字顯示環(huán)境噪聲測量儀，本發(fā)明工作穩(wěn)定、性能良好、成本較低，經(jīng)校驗定標后能滿足一般民用需要，可廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、機關(guān)、學(xué)校等需要對環(huán)境噪聲進行測量和控制的場合。
【專利說明】
一種基于三級放大電路的環(huán)境噪聲測量儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種噪聲檢測系統(tǒng)，尤其涉及一種基于三級放大電路的環(huán)境噪聲測量儀，屬于環(huán)境噪聲自動檢測技術(shù)領(lǐng)域。【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)境噪聲監(jiān)測，是人類提高生活質(zhì)量，加強環(huán)境保護的一個重要環(huán)節(jié)，在各大城市的繁華街區(qū)和居民區(qū)，已有大型環(huán)境噪聲顯示器豎立街頭。但目前國內(nèi)的便攜式噪聲測試儀，多為價格昂貴的進口專用設(shè)備，除衛(wèi)生、計量等環(huán)保專業(yè)部門擁有外，無法作為民用品推廣普及。
[0003]目前，數(shù)據(jù)采集與處理的新技術(shù)、新方法直接或間接地引發(fā)其革新和變化，實時監(jiān)控與仿真技術(shù)(所述仿真技術(shù)包括傳感器、數(shù)據(jù)采集、微機芯片數(shù)據(jù)、可編程控制器PLC、現(xiàn)場總線處理、流程控制、曲線與動畫顯示、自動故障診斷與報表輸出等)把數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)提高到一個嶄新的水平。
[0004]隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和社會的不斷進步，環(huán)保的要求深入人心，生活環(huán)境的噪聲問題已在社會上引起越來越多的關(guān)注，噪聲監(jiān)測成為環(huán)保部門的必要工作。然而，迄今為止，我國環(huán)保部門檢測數(shù)據(jù)存在大量在管理、硬件成本等方面的巨大支出，較難實現(xiàn)統(tǒng)一管理與信息共享，使得管理效率低、設(shè)備投入費用大，后期管理維護成本高，無法充分發(fā)揮信息化技術(shù)的高效率。
[0005]例如申請?zhí)枮椤?01020143967.2”具有GPS定位等功能的環(huán)境噪聲測量儀，包括有 PDA模塊，PDA模塊外接有數(shù)模轉(zhuǎn)換器、GPS模塊、MP3模塊、顯示屏和SD卡，GPS模塊外接有GPS 天線;還包括有傳聲器，傳聲器的輸出信號通過前置放大器接入數(shù)模轉(zhuǎn)換器，PDA模塊還通過緩沖存儲器外接有GPRS或CDMA模塊，GPRS或CDMA模塊外接有發(fā)射天線。該實用新型操作簡單、精度高，將GPS功能和MP3功能同時置入到環(huán)境噪聲測量儀中，便于對測量結(jié)果進行復(fù)核和作為環(huán)境執(zhí)法依據(jù)，所有的信息都可以通過GPRS向環(huán)境監(jiān)測站或科研單位設(shè)置的接收終端發(fā)送，便于測量結(jié)果的后續(xù)處理和統(tǒng)計。
[0006]又如申請?zhí)枮椤?01220490809.3”的一種實現(xiàn)環(huán)境噪聲遠程監(jiān)測的系統(tǒng)，其包括將聲信號轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號的噪聲測量儀、數(shù)據(jù)采集卡、具備Labview開發(fā)模塊的現(xiàn)場端計算機和客戶端計算機，所述噪聲測量儀的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡的輸入端相連，所述數(shù)據(jù)采集卡的輸出端與現(xiàn)場端計算機的輸入端相連，所述現(xiàn)場端計算機與客戶端計算機間通過網(wǎng)絡(luò)雙向連接。本實用新型有效解決了現(xiàn)有的噪聲監(jiān)測系統(tǒng)存在的投資維護成本高、管理效率低、監(jiān)測信息不能共享等問題，提高了工作效率，降低了硬件和管理及維護成本，具有極強的實用性，可廣泛推廣應(yīng)用。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對【背景技術(shù)】的不足提供了一種基于三級放大電路的環(huán)境噪聲測量儀。
[0008]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:一種基于三級放大電路的環(huán)境噪聲測量儀，包含駐極體傳感器、三級放大電路、V/F變換模塊、微控制器模塊、譯碼器和LED數(shù)碼管，所述駐極體傳感器依次通過三級放大電路、V/ F變換模塊連接微控制器模塊，所述微控制器模塊通過譯碼器連接LED數(shù)碼管；所述三級放大電路包含包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第六電容、第七電容、 第一二極管、第一三極管、第二三極管、第三三極管;所述第一電阻的滑動端連接第一電容的一端，所述第一電容的另一端分別連接第二電阻的一端、第三電容的一端，第三電阻的一端、第一三極管的基極，所述第三電阻的另一端接地，所述第一三極管的發(fā)射極分別連接第五電阻的一端、第四電容的一端，所述第五電阻的另一端、第四電容的另一端均接地;所述第一三極管的集電極分別連接第三電容的另一端、第四電阻的一端、第二三極管的基極;所述第二三極管的發(fā)射極連接第五電容的一端，所述第五電容的另一端接地;所述第二三極管的集電極分別連接第二電阻的另一端、第二電容的一端、第六電容的一端、第三三極管的發(fā)射極;所述第二電容的另一端分別連接第六電阻的一端、第七電阻的一端，所述第七電阻的另一端分別連接第三三極管的集電極、第七電容的一端，所述第七電容的另一端接地;所述第六電阻的另一端分別連接第一二極管的陽極、第三三極管的基極;所述第一二極管的陰極連接第四電阻的另一端；其中，駐極體傳感器，用于將周邊環(huán)境噪聲轉(zhuǎn)換成電信號；三級放大電路，用于對轉(zhuǎn)換成電信號的環(huán)境噪聲進行三級放大處理；V/F變換模塊，用于將放大處理后的電信號轉(zhuǎn)換成頻率信號傳輸至微控制器模塊； 微控制器模塊，用于根據(jù)接收的頻率信號輸出脈沖頻率，進而得出噪聲聲壓；譯碼器，用于對微控制器模塊分析得出的噪聲聲壓進行譯碼，進而通過LED數(shù)碼管顯不。
[0009]作為本發(fā)明一種基于三級放大電路的環(huán)境噪聲測量儀的進一步優(yōu)選方案，所述微控制器模塊采用89C51單片機。
[0010]作為本發(fā)明一種基于三級放大電路的環(huán)境噪聲測量儀的進一步優(yōu)選方案，所述V/ F變換模塊的芯片型號為LM331。
[0011]作為本發(fā)明一種基于三級放大電路的環(huán)境噪聲測量儀的進一步優(yōu)選方案，所述第一電阻采用頻敏變阻器。
[0012]作為本發(fā)明一種基于三級放大電路的環(huán)境噪聲測量儀的進一步優(yōu)選方案，所述譯碼器的芯片型號為74LS248。
[0013]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:1、本發(fā)明以89C51單片機為核心，采用V/F轉(zhuǎn)換技術(shù)構(gòu)成的低成本、便攜式數(shù)字顯示環(huán)境噪聲測量儀；2、本發(fā)明提供一種三級放大結(jié)構(gòu)的放大器電路，設(shè)計三重放大結(jié)構(gòu)，顯著提高放大器的轉(zhuǎn)換速率，設(shè)計巧妙，值得推廣；3、本發(fā)明工作穩(wěn)定、性能良好、成本較低，經(jīng)校驗定標后能滿足一般民用需要，可廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、機關(guān)、學(xué)校等需要對環(huán)境噪聲進行測量和控制的場合?！靖綀D說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是本發(fā)明三級放大電路電路圖。【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細說明:如圖1所示，一種基于三級放大電路的環(huán)境噪聲測量儀，包含駐極體傳感器、三級放大電路、V/F變換模塊、微控制器模塊、譯碼器和LED數(shù)碼管，所述駐極體傳感器依次通過三級放大電路、V/F變換模塊連接微控制器模塊，所述微控制器模塊通過譯碼器連接LED數(shù)碼管； 如圖2所示，所述三級放大電路包含包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第六電容、第七電容、第一二極管、第一三極管、第二三極管、第三三極管;所述第一電阻的滑動端連接第一電容的一端，所述第一電容的另一端分別連接第二電阻的一端、第三電容的一端， 第三電阻的一端、第一三極管的基極，所述第三電阻的另一端接地，所述第一三極管的發(fā)射極分別連接第五電阻的一端、第四電容的一端，所述第五電阻的另一端、第四電容的另一端均接地;所述第一三極管的集電極分別連接第三電容的另一端、第四電阻的一端、第二三極管的基極;所述第二三極管的發(fā)射極連接第五電容的一端，所述第五電容的另一端接地;所述第二三極管的集電極分別連接第二電阻的另一端、第二電容的一端、第六電容的一端、第三三極管的發(fā)射極;所述第二電容的另一端分別連接第六電阻的一端、第七電阻的一端，所述第七電阻的另一端分別連接第三三極管的集電極、第七電容的一端，所述第七電容的另一端接地;所述第六電阻的另一端分別連接第一二極管的陽極、第三三極管的基極;所述第一二極管的陰極連接第四電阻的另一端；其中，駐極體傳感器，用于將周邊環(huán)境噪聲轉(zhuǎn)換成電信號；三級放大電路，用于對轉(zhuǎn)換成電信號的環(huán)境噪聲進行三級放大處理；V/F變換模塊，用于將放大處理后的電信號轉(zhuǎn)換成頻率信號傳輸至微控制器模塊； 微控制器模塊，用于根據(jù)接收的頻率信號輸出脈沖頻率，進而得出噪聲聲壓；譯碼器，用于對微控制器模塊分析得出的噪聲聲壓進行譯碼，進而通過LED數(shù)碼管顯不。[〇〇16]其中，所述微控制器模塊采用89C51單片機，所述V/F變換模塊的芯片型號為 LM331，所述第一電阻采用頻敏變阻器，所述譯碼器的芯片型號為74LS248。[〇〇17]本發(fā)明以89C51單片機為核心，采用V/F轉(zhuǎn)換技術(shù)構(gòu)成的低成本、便攜式數(shù)字顯示環(huán)境噪聲測量儀;本發(fā)明提供一種三級放大結(jié)構(gòu)的放大器電路，設(shè)計三重放大結(jié)構(gòu)，顯著提高放大器的轉(zhuǎn)換速率，設(shè)計巧妙，值得推廣;本發(fā)明工作穩(wěn)定、性能良好、成本較低，經(jīng)校驗定標后能滿足一般民用需要，可廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、機關(guān)、學(xué)校等需要對環(huán)境噪聲進行測量和控制的場合。
[0018]本發(fā)明以89C51單片機為核心，采用V/F轉(zhuǎn)換技術(shù)構(gòu)成的低成本、便攜式數(shù)字顯示環(huán)境噪聲測量儀。本發(fā)明工作穩(wěn)定、性能良好、成本較低，經(jīng)校驗定標后能滿足一般民用需要，可廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、機關(guān)、學(xué)校等需要對環(huán)境噪聲進行測量和控制的場合。
[0019]人耳的聽閾一般是20yPa，痛閾一般是200 Pa，其間相差107倍，這樣寬廣的聲壓范圍很不易測量，而且人耳對聲壓的相對變化的分辨具有非線性特征。因此，聲學(xué)中常用聲壓級Lp來反映聲壓的變化，將聲壓p的聲壓級表示成Lp = 201g(p/p0(dB)其中:基準量p0為20y Pa。當(dāng)p = p0 時，Lp = OdB，而當(dāng)p = 200Pa 時，Lp = 140dB。
[0020]用聲級計可以測量聲壓級，采用1kHz純音輸入0.2s到0.25s或0.5s以上，即可得到真實聲壓級或平均聲壓級?？紤]到人耳對不同頻率的響度感覺，在噪聲測量中，常取40phon 等響曲線的反曲線對聲壓級進行計權(quán)校正，即用A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)測得A聲級，寫成dB(A)。附表給出倍頻帶中心頻率與A聲級的校正量之間的關(guān)系:環(huán)境噪聲經(jīng)高靈敏度、無指向性駐極體傳聲器轉(zhuǎn)換成電信號。所用傳聲器頻率特性在 50?14 000 Hz范圍內(nèi)不均勻度小于1.5 dB，加防風(fēng)罩、防雨罩后可用于室外測量。三級放大電路由運放LM324構(gòu)成，精心調(diào)整相關(guān)外圍元件參數(shù)，可使其幅頻特性與A計權(quán)曲線相近。 Dl、Cl、R1組成峰值檢波網(wǎng)絡(luò)，其輸出直流電平反映了噪聲聲壓的大小。
[0021]由LM331構(gòu)成電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路，輸出的頻率信號變成TTL電平送給單片機的P3.4引腳，作為T0的計數(shù)脈沖。該轉(zhuǎn)換電路線性良好，抗干擾能力強，輸出頻率范圍在10?10 000 Hz以上，其變化比達103,優(yōu)于普通8位并行A/D轉(zhuǎn)換器，有利于提高系統(tǒng)的測量范圍。 [〇〇22]系統(tǒng)的核心部分是AT89C51單片機，其指令系統(tǒng)與MCS — 51完全兼容，且片內(nèi)帶4kB 的E2PR0M，可以方便地構(gòu)成一個最小測量系統(tǒng)。其P3.5引腳接由NE555構(gòu)成的定時器輸出的 100 kHz方波，通過T1中斷去控制T0定時計數(shù)。從T0端輸入的計數(shù)脈沖頻率，也反映了所測聲壓的大小。經(jīng)軟件處理后，噪聲聲壓級顯示值由P1 口輸出，經(jīng)74LS248譯碼再驅(qū)動兩位1.8 in高亮度LED數(shù)碼管顯示，適當(dāng)控制譯碼器滅燈端，使兩數(shù)碼管輪流發(fā)光實現(xiàn)動態(tài)顯示， 降低功耗。[〇〇23]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。 [〇〇24]以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以再不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。
【主權(quán)項】
1.一種基于三級放大電路的環(huán)境噪聲測量儀，其特征在于:包含駐極體傳感器、三級放 大電路、V/F變換模塊、微控制器模塊、譯碼器和LED數(shù)碼管，所述駐極體傳感器依次通過三 級放大電路、V/F變換模塊連接微控制器模塊，所述微控制器模塊通過譯碼器連接LED數(shù)碼 管；所述三級放大電路包含包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六 電阻、第七電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第六電容、第七電容、 第一二極管、第一三極管、第二三極管、第三三極管;所述第一電阻的滑動端連接第一電容 的一端，所述第一電容的另一端分別連接第二電阻的一端、第三電容的一端，第三電阻的一 端、第一三極管的基極，所述第三電阻的另一端接地，所述第一三極管的發(fā)射極分別連接第 五電阻的一端、第四電容的一端，所述第五電阻的另一端、第四電容的另一端均接地;所述 第一三極管的集電極分別連接第三電容的另一端、第四電阻的一端、第二三極管的基極;所 述第二三極管的發(fā)射極連接第五電容的一端，所述第五電容的另一端接地;所述第二三極 管的集電極分別連接第二電阻的另一端、第二電容的一端、第六電容的一端、第三三極管的 發(fā)射極;所述第二電容的另一端分別連接第六電阻的一端、第七電阻的一端，所述第七電阻 的另一端分別連接第三三極管的集電極、第七電容的一端，所述第七電容的另一端接地;所 述第六電阻的另一端分別連接第一二極管的陽極、第三三極管的基極;所述第一二極管的 陰極連接第四電阻的另一端；其中，駐極體傳感器，用于將周邊環(huán)境噪聲轉(zhuǎn)換成電信號；三級放大電路，用于對轉(zhuǎn)換成電信號的環(huán)境噪聲進行三級放大處理；V/F變換模塊，用于將放大處理后的電信號轉(zhuǎn)換成頻率信號傳輸至微控制器模塊； 微控制器模塊，用于根據(jù)接收的頻率信號輸出脈沖頻率，進而得出噪聲聲壓；譯碼器，用于對微控制器模塊分析得出的噪聲聲壓進行譯碼，進而通過LED數(shù)碼管顯不。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三級放大電路的環(huán)境噪聲測量儀，其特征在于:所述 微控制器模塊采用89C51單片機。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三級放大電路的環(huán)境噪聲測量儀，其特征在于:所述 V/F變換模塊的芯片型號為LM331。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三級放大電路的環(huán)境噪聲測量儀，其特征在于:所述 第一電阻采用頻敏變阻器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三級放大電路的環(huán)境噪聲測量儀，其特征在于:所述 譯碼器的芯片型號為74LS248。
【文檔編號】G01H11/06GK105973454SQ201610271901
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】胡曉榮, 俞娟, 胡瑜
【申請人】無錫昊瑜節(jié)能環(huán)保設(shè)備有限公司