摘 要

随着时代的进步、社会的发展，人们对噪声测量的便捷性和精度都提出了更高的要求，噪声测量目前在诸多领域均有应用，因此其结果无论是对控制噪声，还是利用噪声进行设备问题检测都具有重要意义。声级计是一种传统的硬件式噪声测量仪器，目前得到了广泛的应用，然而硬件式仪器设计周期长，测量功能相对单一。为了降低仪器设计难度，简化测量过程，本文利用计算机声卡、虚拟仪器平台LabVIEW、数字信号处理等多种技术联合，设计出了一种基于LabVIEW平台的的噪声测量分析系统。

论文介绍了在实际应用中常用的噪声评价指标，不同的计权网络A\C之间的差异及其实现方法，以及噪声倍频程和 1/3 倍频程的计算方法——数字滤波器法，对采用多采样率数字滤波器法计算倍频程频谱进行了深入研究。在此基础上，分析虚拟仪器LabVIEW平台的优势，充分利用计算机的硬件资源，编写LabVIEW程序搭建出噪声测量分析系统，实现了传统声级计的功能，如实时分贝测量、A\C频率计权、时间计权、峰值声压等，并且加入了噪声信号存储、波形显示等功能。

基于LabVIEW平台和计算机声卡的噪声测量分析系统不仅在误差允许的范围内，充分利用现有设备和虚拟仪器平台，大大节省了噪声测量成本，而且对常用噪声评价量的测量结果分析也符合计量标准。

关键词：LabVIEW ；声级计；虚拟仪器；A\C计权网络

Abstract

With the development of the times and the development of society, people have put forward higher requirements for the convenience and precision of noise measurement. Noise measurement is currently applied in many fields. Therefore, the measurement result is of great significance for whether the noise is controlled and equipment problem detection. Sound level meter is a traditional hardware noise measurement instrument, and it has been widely used, but the hardware design cycle is long, the measurement function is relatively simple. In order to reduce the difficulty of instrument design and simplify the measurement process, this paper designs a noise measurement and analysis system based on LabVIEW platform by using computer sound card, LabVIEW virtual instrument platform , digital signal processing and so on.

This paper introduces the noise evaluation index commonly used in practical application, the difference between the different A \ C weighting networks and its implementation method, and the calculation method of noise octave and 1/3 octave - digital filter Method, and the use of multi-sampling rate digital filter method to calculate the octave frequency spectrum . On this basis, we analyse the advantages of virtual instrument LabVIEW platform, and make full use of the computer hardware resources, write LabVIEW program to build a noise measurement and analysis system to achieve traditional sound level meter’s functions, such as real-time decibel measurement, A \ C frequency weight , time weighting , peak sound pressure, etc. and joined the noise signal storage, waveform display and other functions.

Based on the LabVIEW platform and the computer sound card , the noise measurement and analysis system is not only in the error allowed range, and it make full use of existing equipment and virtual instrument platform, and the measurement of commonly used noise measurement and analysis is in line with JJB1034-2005 and other national measurement standards; the results of multi-sampling rate digital filter method to calculate the octave and 1/3 octave also meet the GBT 3241-2010 requirements.

Key Words：LabVIEW；Sound level meter；virtual instrument；A \ C weighting networks

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的背景及意义 1

1.2 虚拟仪器技术 2

1.3 本文主要结构 3

第2章 噪声测量基础知识 4

2.1声压和声压级 4

2.2计权网络 5

2.2.1频率计权网络 5

2.2.2时间计权网络 6

2.3 倍频程分析和1/3倍频程分析 6

2.3.1 倍频程分析 7

2.3.2 1/3倍频程分析 7

2.4 数字信号分析理论基础 8

2.4.1 傅立叶变换 8

2.4.2 窗函数 9

第3章 噪声测量系统设计 11

3.1噪声测量系统的需求分析 11

3.2 测量分析系统构成 11

3.3 系统基本配置 12

3.4 方案经济性分析 13

第4章 噪声测量系统各模块的实现 14

4.1噪声信号采集模块 14

4.1.1声卡的主要技术参数 14

4.1.2噪声信号采集存储模块 16

4.2 计权网络设计 16

4.2.1 C计权网络 17

4.2.2 A计权网络 19

4.2.3 时间计权网络 19

4.3 倍频程模块设计 20

4.3.1倍频程分析模块设计 21

4.3.2 1/3倍频程模块设计 23

4.4 常用噪声评价量设计 25

第5章 总结与展望 26

5.1 总结 26

5.2 展望 26

参考文献 27

致谢 28

第一章 绪论

本章主要介绍基于LabVIEW平台的虚拟仪器发展现状，噪声测量分析的背景及意义，当前我国噪声测量仪器即声级计的发展现状，分析基于LabVIEW平台和计算机声卡的虚拟声级计的优势，并对本文研究的主要内容和主要结构进行综述。

1.1 课题研究的背景及意义

随着时代的发展和社会的进步，近年来，我国城市化进程逐步加快，经济迅速发展，随着人口的增长、城市化的扩大，接下来面对的是由交通、建筑、工商业等等各种活动发出的噪音，与以往相比，环境噪声污染的情况更加严重，影响也更加广泛，在可预见的将来，其规模及严重性将持续增加。

从医学上来说，长期处于噪声环境下对人的听力会造成严重损伤，甚至引发噪声性耳聋。经常会出现这样的情况，居住在噪声污染比较严重的地区的居民，例如工厂旁、火车站附近，由于居民们日常休息被噪声所干扰，受到影响的人大都精神状态不佳。除此之外，严重的噪声也会对人的日常活动带来极大的困扰。以打电话为例，当噪声级达到60~70dB(A)时，电话交流就变得较为困难，而当噪声达到70dB(A)以上，电话交流则变得异常困难，若是超过85dB (A)的话，语言交流就可能不得不中断了。

当今社会，噪声可以说是无处不在的，伴随着城市化的进程，城市居民的耳中每天都充斥着道路交通、建筑施工产生的噪声，而在商业演唱会、体育赛事及各类娱乐场所更是人声鼎沸，喧嚣异常。当然，对与噪声标准的界定并不是唯一的，但仍然可以毫不夸张的说，生活在城市之中的现代人，是被噪声所包围着的。因此，噪声检测分析在声学研究中占有很重要的地位。