便携式吸声系数测量仪的设计.pdf

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1、2010链仪表技术与传感器2010第10期InstrumentTechniqueandSensorNo．1O便携式吸声系数测量仪的设计郝永德，1、剑锋，吴兆春(华中科技大学，湖北武汉430074)摘要：根据双传声器法的基本原理，设计一种便携式吸声系数测量仪。该仪器以TMS320VC5402和AT89S52作为控制芯片，通过两路完全对称的信号调理电路同时采集模拟声压信号，经ADS7862转换后送给DSP．然后，DSP完成傅里叶时频变换F丌并计算出吸声系数。最后，交给单片机显示并与上位机通信。系统具有便携、精度高、

2、现场实时测量等优点。关键词：吸声系数；数字信号处理器；单片机；ADS7862中图分类号：TP216文献标识码：A文章编号：1002—1841(2010)1O一0021—03DesignofProtableSoundAbsorptionCoeficientMeasuringInstrumentHAOYong—de，BUJian-feng，WUZhao—chun(HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)Abstract：BasedO13t

3、heprinciplesoftwo—microphonetechnique，adesignofaportableabsorptioncoefficientmeasuringinstru—mentwasproposed．Thisinstrument，withTMS320VCSd02andAT89S52asmicrochip，simultaneouslyacquiredthesoundpressuresignalthroughtwoperfectlysymmetricalsignalconditioningcirc

4、uitandthentransmittedthemtoDSPaftertheADS7862conversation．Then．DSPcompletedFfTrtocalculatethesoundabsorptioncoeficientandfinallygavethemtothemicrocomputerdisplayingandcommunicatingwith。PC，toachievetheadvantagesofthesystemportable，highprecision，insitureal—tim

5、emeasurementandSOOn．Keywords：absorptioncoeficient；DSP；microcomputer；ADS78620引言首先，通过FFr把传声器A、B的时域信号P(t)、P(t)变换传统的吸声系数测量方法主要有驻波管法和混响室法。为频域信号P∽、P∽；其次，根据式(1)计算归一化声阻抗率；驻波管法只能测量垂直入射吸声系数，样品的大小必须与驻波最后，根据式(2)和式(3)计算斜入射吸声系数。从这个过程中可管的大小完全相同，不能测量沙等松散的吸声材料，并且仪器以看出，精确的FFT

6、r变换对于吸声系数的测量来说至关重要。比较笨重，不便于携带；混响室法必须在昂贵的混响室中测量，2硬件设计N【j∞∞∞测量的结果可能大于1，不同的混响室测量的结果有时差别很系统硬件结构如图1所示。大，不适于现场测量j。键盘接口TM$320VC5402文中采用近年来提出的一种新方法——双传声器法。该最小系统显示接口方法是通过两个声压传声器测量材料的法向阻抗率，而后计算通讯接口斜入射吸声系数的一种方法，具有直观、简单、可在现场中测量应用等优点，但是运算比较复杂。系统利用TMS320VC5402的A转换器lI采集控制电

7、路I—I—门控电路高速运算能力和精确的快速傅里叶变换F，采用两路完全对称的信号调理电路，实现系统便携现场实时测量。双通道低通1双传声器法测量吸声系数的基本原理滤波器及程自噪声信号控放大器发生电路假定传声器A、B的间距为2，两传声器的连线垂直于材料，则归一化声阻抗率为]待测的吸声材料z一·((1)C一(式中：(、P∽分别为A、B传声器的频域输出信号；to为角图1硬件系统结构框图系统硬件主要由程控白噪声信号发生电路、声强探头电路频率；c为声速。和DSP处理电路三部分组成。程控白噪声信号发生电路主要当声波入射角度为0

8、时，吸声材料的声压反射系数为发射时间可控、带宽可调、功率可调的白噪声信号。声强探头R：zcosO-1(2)=COS十l电路是两路完全对称声电转换电路，将传声器探头所在声场的在求得声压反射系数后，就可计算出材料的吸声系数：声压信号转换成电信号，通过前置放大器带动长线输出，避免=1一IRI(3)仪器引起声场变化。DSP处理电路主要完成以下功能：控制自噪声发射时间，收稿日期：2010—07—