智能化多功能声级计

    0　引言

    本文所介绍的多功能声级计有以下特点:

    a.采用数字显示,观察直观清晰;

    b.采用微机进行数据处理,精度高,并可将多次测量结果打印输出;

    c.可用作一般声级计、车辆声级计、脉冲声级计使用。又可作为噪声的简易频谱仪用。故可适应多方面的用途;

    d.具有数据保持功能;

    e.可用打印机打印所采集的数据,亦可打印频谱分析的曲线。

    1　硬件基本结构

    系统逻辑结构框图如图1所示。

    1.1　程控放大器

    声级计要测量微弱信号,所以在本仪器设计中采用了二级程控放大器。如图2所示。这样可用程序自动将信号放大到合适的等级。

    1.2　计权网络

    声级计中的计权网络是一组根据有的要求进行频率滤波的电网络,通过该网络声级计能够进行声级(又称计权声压级)测量。本声级计具有A,B和C3种计权。采用的器件是双开关电容滤波器MF10。通过电子开关切换不同值的R1、R2、R3。就可获得A、B、和C3种计权。

    1.3　有效值变换器

    在本仪器中选用了有效值变换器AD536A,如图3所示。AD536A的分贝输出功能使它能将输入信号的有效值进行对数变换后,以对数比例关系,输出直流信号。图中R1热敏电阻以补偿AD536A内部的温度特性,W2用来调整与0dB输出相当应的输入信号值,调整W1可使用第6角按-3mV/dB的输出关系,经OP07的反向放大器后按0.1V/dB的关系输出。

    1.4　倍频程和1/3倍频程滤波器

    倍频程和1/3倍频程滤波器是对噪声进行频谱分析和测量的采用电网络。在本仪器中,我们采用MF 10和集成模拟开关CD4053相配合来实现倍频程和1/3倍频程滤波。组成的10组滤波器覆盖的频率范围为22.4～22.4kHz。硬件如图4所示。此图为二级带滤波器的接线图,其余组的硬件接线类推。

    1.5　单片机系统(系统图略)

    单片机系统控制第Ⅰ级及第Ⅱ级程控放大器,开关量输入器采用74LS244,其中K1为启动工作按钮,K2为快速和慢速显示选择按钮,K3为脉冲噪音和稳定噪音测量选择按钮,K4为是否进行频率分析按钮,K5A、K6B、K7为计权按钮,K8为打印选择按。

    2　软件设计

    整个程序采用模块化设计,可分为主程序、子程序和中断服务程序,其主程序框图如图5所示。程序初始化主要包括系统初始化、动态扫描、声级计使用功能判断、以及打印机控制。INT0的计数方式及初值。

    当A/D转换结束向8031发出中断请求,被8031接受后,便转入中断服务程序INT0。中断服务程序完成A/D的数据采集,非线性修正,数值滤波。