【技術領域】

本發明涉及噪聲傳感器的技術領域，特別涉及一種用于測試表征聲音大小的聲壓級的cry2110噪聲傳感器。

背景技術：

噪聲傳感器正是由于傳感器內置一個對聲音敏感的電容式駐極體話筒，駐極體面與背電極相對，中間有一個極小的空氣隙，形成一個以空氣隙和駐極體作絕緣介質，以背電極和駐極體上的金屬層作為兩個電極構成一個平板電容器。電容的兩極之間有輸出電極。由于駐極體薄膜上分布有自由電荷。當聲波引起駐極體薄膜振動而產生位移時；改變了電容兩極版之間的距離，從而引起電容的容量發生變化，由于駐極體上的電荷數始終保持恒定，根據公式：q＝cu，所以當c變化時必然引起電容器兩端電壓u的變化，從而輸出電信號，實現聲音信號到電信號的變換。

目前的噪聲傳感器主要用來接收聲波，顯示聲音的振動圖象，但不能對噪聲的強度進行測量，因此導致測試中操作復雜，且傳統的噪聲傳感器體積大、接口不易拓展、功能性低，無法滿足工業自動化和戶外監測的體積小、接口易拓展的使用需求，此外，普通聲級計，功能豐富，一般具備模擬信號監聽和rs-232接口，但豐富的功能要求較大的體積和復雜的電路。同時232接口由于先天的劣勢不適合遠距離傳輸，模擬監聽接口對實際的工業和戶外應用都無大用。為了解決以上問題，有必要提出一種能夠用于測試表征聲音大小的聲壓級的噪聲傳感器。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種cry2110噪聲傳感器，其旨在解決現有技術中噪聲傳感器體積大、接口不易拓展、功能性低的技術問題。

為實現上述目的，本發明提出了一種cry2110噪聲傳感器，包括測量傳聲器、前置級放大電路、信號調理采樣電路、信號處理電路和輸出接口，所述的測量傳聲器的輸出端與前置級放大電路的輸入端連接，所述的前置級放大電路的輸出端與信號調理采樣電路的輸入端連接，所述的信號調理采樣電路包括一塊高精度的24位ad采樣芯片，所述的信號調理采樣電路的輸出端與信號處理電路的輸入端連接，所述的信號處理電路包括一塊帶有dsp內核的arm處理器，所述的信號處理電路的輸出端與輸出接口連接。

作為優選，所述的前置級放大電路由三極管、電阻、第一退耦濾波電容、第二退耦濾波電容組成，所述的三極管的基極與測量傳聲器的輸出端連接，所述的三極管的發射極與信號調理采樣電路的輸入端連接，所述的第一退耦濾波電容與三極管的集電極連接，所述的電阻一端與三極管的發射極連接，另一端與第二退耦濾波電容和低壓雙電源的負極連接，所述的三極管的集電極與低壓雙電源的正極連接。

作為優選，所述的電阻與第二退耦濾波電容串聯，所述的第一退耦濾波電容和第二退耦濾波電容的另一端均接地。

作為優選，所述的低壓雙電源的電壓為3.3v。

作為優選，所述的信號調理采樣電路通過24位ad采樣芯片使用雙通道同時采樣，兩通道數字信號同時傳輸。

作為優選，所述的輸出接口包括4-20ma電流輸出接口和rs-485接口。

本發明的有益效果：與現有技術相比，本發明提供的一種cry2110噪聲傳感器，采用駐極體式電容傳聲器為測量傳聲器，性能穩定、測試精準，實現聲電轉換功能；前置級放大電路實現高低阻抗的轉換，方便后級處理電路采集，較傳統的前置級放大電路具有電路簡化，僅需要較低的雙電源供電，放寬了對電源供電的要求，能夠做到結構精簡，可以在小體積電路中實現，有助于減小噪聲傳感器的總體體積；信號調理采樣電路使用高精度的24位ad采樣芯片，使用雙通道同時采樣，兩通道數字信號同時傳輸，不需要模擬開關切換進行量程控制，配合帶有dsp內核的arm處理器實現高動態范圍；輸出接口易拓展，穩定性佳，能夠輕松實現遠距離的通訊，滿足工業自動化和戶外監測場合，需要具備體積小、接口易拓展的硬指標要求，貼合工業和戶外監測的使用需求。

本發明的特征及優點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。

【附圖說明】

圖1是本發明實施例一種cry2110噪聲傳感器的模塊示意圖；

圖2是本發明實施例的前置級放大電路原理圖示意。

【具體實施方式】

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面通過附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。但是應該理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限制本發明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本發明的概念。

參閱圖1，本發明實施例提供一種cry2110噪聲傳感器，包括測量傳聲器1、前置級放大電路2、信號調理采樣電路3、信號處理電路4和輸出接口5，所述的測量傳聲器1的輸出端與前置級放大電路2的輸入端連接，所述的前置級放大電路2的輸出端與信號調理采樣電路3的輸入端連接，所述的信號調理采樣電路3包括一塊高精度的24位ad采樣芯片31，所述的信號調理采樣電路3的輸出端與信號處理電路4的輸入端連接，所述的信號處理電路4包括一塊帶有dsp內核的arm處理器41，所述的信號處理電路4的輸出端與輸出接口5連接。

在本發明實施例中，測量傳聲器1是駐極體式電容傳聲器，具備靈敏度高、測試精準、性能穩定的優點，是傳感器功能的關鍵組件，實現聲電轉換功能。

參閱圖2，所述的前置級放大電路2由三極管21、電阻22、第一退耦濾波電容23、第二退耦濾波電容24組成，所述的三極管21的基極與測量傳聲器1的輸出端連接，所述的三極管21的發射極與信號調理采樣電路3的輸入端連接，所述的第一退耦濾波電容23與三極管21的集電極連接，所述的電阻22一端與三極管21的發射極連接，另一端與第二退耦濾波電容24和低壓雙電源的負極連接，所述的三極管21的集電極與低壓雙電源的正極連接，所述的電阻22與第二退耦濾波電容24串聯，所述的第一退耦濾波電容23和第二退耦濾波電容24的另一端均接地，所述的低壓雙電源的電壓為3.3v。

在本發明實施例中，前置級放大電路2實際是一種阻抗轉換電路，實現高低阻抗的轉換，測量傳聲器1輸出信號為高阻抗信號，需要前置級放大電路2進行阻抗轉換，轉換成低阻抗信號輸出，方便后級處理電路采集。目前傳統的前置級放大電路通常采用以下兩種實現方案：

傳統方案一：采用雙電源供電，要求電源電壓較高，通常在正負10v以上。缺點：高電平的雙電源供電，要求較多的功能電路來提供電壓，會占用較大的電路板面積，同時對輸入電壓也有要求。

傳統方案二：采用icp供電，需要使用恒流源供電，同樣需要高電壓供電，實現需要較多的功能電路，會占用較大的電路板面積。

而本發明中的前置級放大電路2采用簡化的前置級設計，能夠實現高低阻抗的轉換，同時僅需要較低的雙電源供電，放寬了對電源供電的要求，做到結構精簡，可以在小體積電路中實現。

進一步地，所述的信號調理采樣電路3通過24位ad采樣芯片31使用雙通道同時采樣，兩通道數字信號同時傳輸。信號調理采樣電路3將前置級放大電路2輸出的低阻抗信號信號進行調理、采樣、量化成數字信號輸出給后面的信號處理電路4。

傳統的信號調理采樣電路，為了實現較大的動態范圍需要采用多路開關來切換量程，而在本發明中使用高精度的24位ad采樣芯片，使用雙通道同時采樣，兩通道數字信號同時傳輸，不需要模擬開關切換進行量程控制，配合信號處理電路4的帶有dsp內核的arm處理器41實現高動態范圍。

此外，本發明一種cry2110噪聲傳感器取消工業、戶外等應用中使用率極低的顯示屏，這樣就可以在有限的帶有dsp內核的arm處理器41資源上實現相對復雜的算法完成聲學測量的計算。

更進一步地，所述的輸出接口5包括4-20ma電流輸出接口51和rs-485接口52。4-20ma電流輸出接口51為標準的工業自動化常用的接口，方便設備的集成；rs-485接口52是目前工業上使用較多、性能較為穩定的總線。選用該總線的具有如下優勢：

1、穩定性佳，具備較高的總線帶寬，完全可以滿足噪聲數據的通訊要求，可以實現高速率的噪聲數據采樣，完全能滿足噪聲監測的一般場景。

2、性能優異，rs-485總線設計使用差分信號進行半雙工通訊，能夠輕松實現遠距離的通訊。

本發明一種cry2110噪聲傳感器的產品基本參數如下：

●符合標準iec61672-2級、gb/t3785-2型；

●測量范圍25～130dba(可擴展至20～140dba)；

●動態范圍≥110db，無需量程切換；

●ad采樣率48khz；

●檢波方式全數字；

●本機噪聲22db(a)、23db(c)、24db(z)；

●測試頻率范圍10hz～20khz；

●頻率計權a(默認)、c、z；

●時間計權f(默認)、s；

●聲壓級輸出rs-485；4-20ma，1-5v和2-10v三選一(默認4-20ma)；

●供電電壓dc5-24v；

●外觀尺寸φ24.5mm×115mm；

●重量115g；

●工作條件-20～+50℃，相對濕度≤80％無凝露；

●接口7pin航空插頭

滿足工業自動化和戶外監測場合，需要具備體積小、接口易拓展的硬指標要求，貼合工業和戶外監測的使用需求。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。