一種低成本便攜式的高精度噪聲計設計方案

　　噪聲污染和氣體污染、固體物質污染已稱為當今世界三大污染。過高的噪聲會損害人們的健康，如產生神經衰弱、神經質等。噪聲監測是提高人類生活水平的重要途徑。人耳的聽閾一般是20μPa，痛閾一般為200 Pa，其間相差107倍，這樣寬廣的聲壓范圍不易測量，而且人耳對聲壓相對變化的分辨具有非線性特征，通常采用40方等響曲線的反曲線對聲壓級進行計權校正，即用A計權網絡測A聲級，它的單位是dB。目前，國外公司一直占據國內高精度噪聲計市場，它的價格普遍偏高，嚴重制約了噪聲計的廣泛使用。然而，用于日常生活的環境噪聲測量設備并不需要復雜和十分精確的測量儀器，因此設計一種低成本、便攜式、可滿足日常生活使用的噪聲計十分重要。

　　1 電路設計

　　聲學中常用聲壓級Lp來反映聲壓的變化，將聲壓P的聲壓級表示為：

　　LP=20lg(P／P0)

　　式中：基準量P0單位為μPa，當P=P0時，Lp=0 dB；

　　當P=107P0時，LP=140 dB。

　　系統原理圖如圖1所示，在信號采集和放大電路中采用了駐極體傳聲器，并采用反相放大器將信號放大到適宜處理的范圍；通過A計權網絡很好地滿足人耳對不同頻率聲音的敏感性；AD536芯片很容易得到有效值及其相對應的分貝值，避免采用單片機進行大運算量的對數處理，提高了反應速度；調整電路可以確定所需的不同測量零點；最后用數碼管對結果進行實時顯示，具有快慢顯示功能。

　　1．1 噪聲信號的采集及放大電路實現

　　駐極體話筒采用源極接地，漏極輸出的方法連接，動態范圍寬，靈敏度高。在VCC=9 V的電壓驅動下，動態范圍可以達到一2～+2V。經過調試，當話筒電壓V1=VCC／2時，話筒靈敏度達到最大。在本電路中取漏極負載電阻R1=20 kΩ，電路圖如圖2所示。傳感器將噪聲信號變換為電信號后，繼續將其放大。放大電路采用帶寬大于2 MHz的運算放大器。

　　電路參數：R2=20 kΩ，R3=51 kΩ，C=0．22μF；

　　增益：A=R3／R2=2．55；

　　輸出電壓幅值大致范圍：0～5 V。