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1、噪音检测设计方案一系统组成与工作原理 系统组成框图如图1 所示。系统采用AT89S51单片机作为控制核心。大厅内的噪音信号被MIC 采集后,经过放大、半波整流,滤波变成直流脉动电压信号,然后通过A/ D 转换形成数字噪音电平存入AT89S52 以备计算。取自大厅广播功放输出的播音信号经过放大限幅、整流滤波后,再与设定值进行二值比较,通过比较判断出此时是否处于播音间隙。CPU 只在播音间隙时段启动A/ D 转换,也就是在这个时段大厅内只有噪音,没有播音,这样就避免了MIC 将大厅播音也当做环境噪音采入,保证了两类音源的准确区分。如图2 所示。CPU 将采集到的最近100个噪音电平值进行计算,得到
2、平均噪音功率值,然后根据不同时刻的噪音平均功率大小控制继电器,切换不同的衰减电阻接入到扬声器回路,最终实现音量的实时控制。二系统组成框图AT89C51AD转换放大电 路整 流滤 波MIC功率输出放大限 幅二值比较整 流滤 波 扬声器衰减电阻切换 图1. 系统框图三噪音检测电路 噪音检测电路如图3 所示。由电容驻极式无指向性MIC 将噪音声波转换为电压信号后,进入运放NE5532进行信号放大。运放使用12 V 直流电源,配合调节R13改变放大增益,使线性放大后的交流信号在- 6 + 6 V之间。放大后的信号经过D11 、R17 组成的半波整流电路,检出0 + 6 V 的直流脉冲信号,再经C14
3、滤除高次谐波后得到相对平滑的直流波动电平。R17 与C14 组成的RC 时间常数约为0. 1 s ,能够较快的反映出噪音信号的直流平均电压, 保证了噪声检测的实时性。同时0+ 6 V 的直流电压将覆盖ADC0809 的0 + 5 V 的A/ D转换区域,基本满足了转换的电平需求。 图2-2.噪声检测部分电路图 图2-1.噪声监测部分仿真图四播音判断电路 播音判断电路如图4 所示,该电路为CPU 采集噪音值提供时间依据。从播音功放输出口取出音频信号,首先经过运放NE5532 放大限幅,然后通过由D21 、R24 、C23 组成的半波整流滤波电路。与噪音检测电路相似,完成对播音信号的直流转换。LM
4、393 构成二值判决电路,调节R25 确定翻转电平。当LM393 的“ + ”脚电位高于“ - ”脚电位时,LM393 输出高电平;反之,输出低电平。这样,当播音直流信号大于此判决阈值时,LM393 输出高电平即认为此时正在播音;当播音直流信号于此阈值时,LM393 输出低电平即认为此时没有播音,可以通知CPU 采集噪音值。 图3-1.播音判断电路部分电路图 图3-2.波音判断电路部分仿真图五A/ D 接口与CPU控制电路 A/ D 接口与CPU 控制电路如图5 所示。本系统A/ D图5 A/ D 接口与CPU 控制电路转换采用ADC0809; 74LS02 或非门为ADC0809 提供选通逻
5、辑;AT89S52 的AL E 引脚为ADC0809 提供时钟信号;考虑到只有一路噪音模拟信号需要转换, 故将ADC0809 的3 根地址线接地,即选择通道0 的信号转换;转换结果送到AT89S52 的P0 口。LM393 的输出接入AT89S52 的P3. 2 口,CPU 通过查询此端口判断是否可以启动A/ D 转换。A T89S52 的P1. 5 、P1. 6 端口用于输出控制信号,控制继电器的通断,进而切换不同电阻接入扬声器回路。 图4.A/ D 接口与CPU控制电路六软件设计系统的软件采用C 语言编写, 对单片机进行编程实现各项功能。为了方便程序调试和提高可靠性,软件采用模块化结构程序设计方法,主要包括初始化程序、主程序、定时中断服务程序、各子程序模块等。主程序完成系统初始化,查询各种状态,打开多路转换开关控制相应操作等功能。综上所述，噪声监测的完整电路图如下：
