噪声音量检测

1、 成员： 邓方 易凡 马心闻 班级： 英才班1301 学院： 电气与电子工程学院 专业： 电气信息类 教师： 胡淑均 目录前言第一章 系统整体设计1 设计目的 2 设计功能3 框架模块描述第二章 系统硬件设计1基本运放模块2多谐振荡模块3A/D转换模块4二进制转8421BCD模块5数码管显示模块.Multisim仿真参考文献附录前言噪声是发声体做无规则振动时发出的声音，声音由物体的振动产生，以波的形式在一定的介质（如固体、液体、气体）中进行传播通常所说的噪声污染是指人为造成的。产业革命以来，各种机械设备的创造和使用，给人类带来了繁荣和进步，但同时也产生了越来越多而且越来越强的噪声。交

2、通噪声包括机动车辆、火车、地铁、船舶、飞机等的噪声。由于机动车辆数目的迅速增加，使得交通噪声成为城市的主要噪声源。工业噪声工厂的各种设备产生的噪声。工业噪声的声级一般较高，对工人及周围居民带来较大的影响。建筑噪声主要来源于建筑机械发出的噪声。建筑噪声的特点是强度较大，且多发生在人口密集地区，因此严重影响居民的休息与生活。社会噪声包括人们的社会活动和家用电器、音响设备发出的噪声。这些设备的噪声级虽然不高，但由于和人们的日常生活联系密切，使人们在休息时得不到安静，尤为让人烦恼，极易引起邻里纠纷。 噪声对人体最直接的危害是听力损伤。人们在进入强噪声环境时，暴露一段时间，会感到双耳难受，甚至会出现头痛

3、等感觉。离开噪声环境到安静的场所休息一段时间，听力就会逐渐恢复正常。这种现象叫做听觉疲劳。但是，如果人们长期在强噪声环境下工作，听觉疲劳不能得到及时恢复，且内耳器官会发生器质性病变，即形成噪声性耳聋。突然暴露于极其强烈的噪声环境中，听觉器官会发生急剧外伤，引起鼓膜破裂出血，迷路出血，螺旋器从基底膜急性剥离，可能使人耳完全失去听力，即耳聋。目前市场上存在着许多种型号不一功能各异的噪声测量仪，按用途可分为一般声级计、脉冲声级计和积分声级计（噪声暴露计或噪声剂量计）。按准确度可分为四种类型,即0型、1型、2型和3型。0型声级计的准确度是±0.4分贝，是实验室标准声级计；1型声级计的准确度是

4、±0.7分贝,一般在实验室或声学条件可以严格控制的现场使用；2型声级计的准确度是±1分贝，适用于一般现场噪声测量；3型声级计的准确度是±1.5分贝，一般用于现场噪声的普查。目前声级计的指示方式大部分采用电表指示。测量有效值时的平均时间有3种：(快）电表电路的时间常数约为125ms；二“S”（慢）电表电路的时间常数约为1s;三“I”（脉冲）电表电路的时间常数是35ms。具有“I”时间计权特性的声级计,可用来测量脉冲噪声，近年来有些声级计采用数字显示,还可通过BCD码输出使它能同其他分析处理仪器和电子计算机配合使用。第1章 系统整体设计1. 设计目的噪声与人们的生活密

5、切相关，它影响人们的学习，生活和休息。并且长时间接触噪声会对听力造成损伤，并诱发多种疾病。因此检测噪声很有必要，根据检测数据合理的降噪措施，并应用与实际之中，基于此我们组设计开发了噪声音量检测系统。 2.模块功能1) 噪声监测模块：将咪头（MIC）通过一个上拉电阻和电源Vcc相连，再将咪头正级接到运放，负极接地，通过咪头把空气中噪声转换为电信号。2) 运放放大模块：将咪头产生的微弱的电信号接到运放的同相放大端，引入负反馈，将输入信号放大100倍后输出。3) 多谐振荡模块：将NE555集成块与外部电阻，电容连接，构成多谐振荡器，产生10KHZ的方波，供后面电路使用。4) A/D转换模块：将前面放

6、大的模拟信号转换成数字信号。5) 分级测电压模块：将数字信号与计数器数值比较，当两者一致时，取此时计数器的值。6) 译码模块：将计数器的二进制转换为8421BCD码。 7) 数码管显示模块：将8421BCD码通过译码器在数码管上显示。3.框架模块描述555多谐振荡产生时钟信号数码管显示前置放大咪头检测噪声信号 A/D转换分级测电压二进制转8421BCD码第二章 系统硬件设计1.基本运放模块将咪头产生的微弱的电信号接到运放的同相放大端，根据理想运放的特性有：虚短Vp=Vn；Ip=In=0；由图知 Vo=Vi+(Vi/R1) ×R2 分析看出，因反相端电流为零，因此由R1和R2组成的电路

7、实际上是一个分压器，它将输出电压V0的一部分返回给运放的反相输入端Vn得电压增益Av=1+（R2/R1）。则此图中运放将输入信号放大100倍后输出。2. 多谐振荡模块图1由555定时器构成的多谐振荡器如图1所示，R1，R2和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚） 和低电平触发端（2脚）并接后接到R2和C的连接处，将放电端（7脚）接到R1，R2的连接处。由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器两端电压uc为低电平，小于（1/3）Vcc，故高电平触发 端与低电平触发端均为低电平，输出uo为高电平，放电管VT截止。这时，电源经R1，R2对电容C充电，使 电压uc按指数规律上升，当uc上升到

8、（2/3）Vcc时，输出uo为低电平，放电管VT导通，把uc从（1/3）Vcc 上升到（2/3）Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关 。充电时间常数T充=（R1R2）C。不难理解，接通电源后，电 路就在两个暂稳态之间来回翻转，则输出可得矩形波。电路一旦起振后，uc电压总是在（1/32/3）Vcc 之间变化。图1（b）所示为工作波形。仿真电路图其中，为VC由上升到所需的时间，为电容C放电所需的时间。555电路要求R1与R2均应不小于1K，但两者之和应不大于3.3M。外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，555定时器配以少量的元件即可获得较高精度

9、的振荡频率和具有较强的功率输出能力。因此，这种形式的多谐振荡器应用很广。一般多谐振荡器的工作过程可分为以下四个阶段:(1) 暂稳态 I(Otl): 电容 C 充电 , 充电回路为 VDD R1 R2 C 地 , 充电时间常数为 为1=(R1+R2)C, 电容 C 上的电压 uc 随时间 t 按指数规律上升 , 此阶段内输出电压 uo 稳定在高电平. (2) 自动翻转 I(t=tl): 当电容上的电压 uc 上升到了 VDD 时 , 由于 555 定时器内 S=0,R=1, 使触发器状态Q由 1 变为 0, 由0变成 1, 输出电压 uo由高电平跳变为低电平 , 电容 C 中止充电.(3) 暂稳

10、态 (t1t2): 由于此刻=1, 因此放电管 V 饱和导通 , 电容 C 放电 , 放电回路为 C R2 放电管 V 地 , 放电时间常数2=R2C( 忽略 V 管的饱和电阻 ), 电容电压 uc 按指数规律下降 , 同时使输出维持在低电平上。(4) 自动翻转(t=t2): 当电容上的电压 uc下降到了 VDD 时 , 由于 555 定时器内 S=1,R=0, 使触发器状态Q由0 变为 1, 由1变成0, 输出电压uo由低电平跳变到高电平 , 电容 C 中止放电.由于=0, 放电管截止 , 电容 C 又开始充电 , 进入暂稳态 I.以后 , 电路重复上述过程 , 电路没有稳态 , 只有两个暂稳态 , 它们交替变化 , 输出连续的矩形波脉冲信号。根据T=tw1+tw2 tw1=0.7(R1+R2)C tw2=0.7R2C可知，电路输出10KHZ方波。3A/D转换及二进制转8421BCD码模块通过AD转换功能，将一定范围的模拟信号分为256级，分别对应噪音的大