基本介紹
- 中文名：噪音分析儀
- 外文名：Noise analyzer
- 主要參數：分貝
- 隸屬學科：物理學
- 相關原件：聲控感測器
- 別稱：噪聲分析儀、噪聲計
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噪聲定義
物理學
噪聲是發聲體做無規則振動時發出的聲音。
生理學
凡是妨礙人們正常休息、學習和工作的聲音，以及對人們要聽的聲音產生干擾的聲音。從這個意義上來說，噪音的來源很多，如，街道上的汽車聲、安靜的圖書館里的說話聲、建築工地的機器聲、以及鄰居電視機過大的聲音，都是噪聲。從總體講噪聲由物體振動產生。
通信領域
噪聲單位
dB（Decibel，分貝）是一個純計數單位，本意是表示兩個量的比值大小，沒有單位。在工程套用中經常看到貌似不同的定義方式（僅僅是看上去不同）。對於功率，dB = 10*lg(A/B)。對於電壓或電流，dB = 20*lg(A/B)。此處A，B代表參與比較的功率值或者電流、電壓值。
dB的意義其實再簡單不過了，就是把一個很大（後面跟一長串0的）或者很小（前面有一長串0的）的數比較簡短地表示出來。如（此處以功率為例）：
X = 100000 = 105
X(dB) = 10×lg(X) dB= 10×lg(105) dB= 50 dB
X 10的負15次方 = 10-15
X(dB) = 10×log(X) dB= 10×log(10-15) dB= -150 dB
一般來講，在工程中，dB和dB之間只有加減，沒有乘除。而用得最多的是減法：dBm 減 dBm 實際上是兩個功率相除，信號功率和噪聲功率相除就是信噪比（SNR）。比如：30dBm - 0dBm = 1000mW/1mW = 1000 = 30dB。dBm 加 dBm 實際上是兩個功率相乘，沒有實際的物理意義。
組成及工作原理
噪音分析儀，又稱噪聲計（噪音計、聲級計）是噪聲測量中最基本的儀器。聲級計一般由電容式傳聲器、前置放大器、噪音計圖片衰減器、放大器、頻率計網路以及有效值指示表頭等組成。
聲級計的工作原理是：由傳聲器將聲音轉換成電信號，再由前置放大器變換阻抗，使傳聲器與衰減器匹配。放大器將輸出信號加到網路，對信號進行頻率計權（或外接濾波器），然後再經衰減器及放大器將信號放大到一定的幅值，送到有效值檢波器。
相關研究
虛擬式噪聲分析儀的研製：隨著現代工業和科學技術的快速發展,噪聲控制與利用已成為人類廣泛關注的課題,為了有效的研究噪聲，人們對噪聲測試與分析儀器的要求越來越高。傳統的儀器設備通常功能較為單一，可擴展性較差，即使功能完備的，價格也比較昂貴。因此，開發一款功能完備、性價比較高的噪聲分析儀器還是十分必要的。虛擬儀器是測試儀器發展的最新方向之一，已成為信息技術的一個重要領域。
本文基於“虛擬儀器”思想提出了“虛擬式噪聲分析儀”的設計方法，開發了成本低、可靠高效的噪聲測試分析系統，同時設計了具有通用功能的虛擬化儀器控制項。本文首先論述了當前噪聲分析儀器的研究背景及國內外發展的技術現狀，明確了虛擬式噪聲分析儀的研究目的和意義。然後從系統所要實現的基本功能出發，深入研究了噪聲測量與分析的基礎理論知識，通過對噪聲的物理度量、噪聲信號的常用分析方法、噪聲的主觀評價以及常用噪聲測量設備的詳細闡述，明確噪聲分析儀所應具備的功能和實現這些功能所需要的理論方法。接著從當今測試儀器的發展趨勢出發，闡述了虛擬儀器的概念，通過與傳統儀器的比較，得出了虛擬儀器的技術優勢，在詳細地論述了虛擬儀器的構成之後，簡要介紹了當前國內虛擬儀器領域的兩個創新理論成果。最後，本文將虛擬儀器創新成果的技術理念套用到本課題的研發中，以VC++6.0為開發平台，開發了虛擬式噪聲分析系統，並詳細地闡述了虛擬式噪聲分析儀的開發流程：
①設計系統的總體方案，給出總體設計方案的框圖,為整個系統的設計提供藍本；
②設計系統硬體平台組成，介紹了硬體平台中相關設備的技術參數；
③進行虛擬儀器的關鍵部分設計——軟體開發；在這部分，先介紹了本儀器開發的兩個通用虛擬化控制項，整個儀器的功能都是在這些控制項和功能模組拼搭的基礎之上實現的。
然後介紹了噪聲分析中的關鍵技術，軟體計權網路的實現方法、窗函式的軟體實現方法、倍頻程、以及總聲級的軟體實現方法等。在通用控制項和分析模組開發完成的基礎之上，將分析功能與通用控制項融合，完成了數據採集、數據顯示、數據回放、數據存儲、報表列印等主控功能模組的開發。硬體平台和軟體平台組合在一起構成了本文設計的虛擬式噪聲分析儀。為了測試噪聲分析儀的功能和分析結果,本文設計了噪聲分析實驗，從而證明了本設計的方案可行性、功能可靠性與結果準確性。文章最後對本文工作進行了總結，並展望了下一步的研究方向。
