CN102457602A - 利用手机的麦克风来实现简易分贝仪功能的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了利用手机的麦克风来实现简易分贝仪功能的实现方法。本着用最少的成本来实现比较专业的功能，以MTK平台为例，利用基带芯片的ADC，连接至麦克风的+极，通过测量麦克风上的+极的电压变化来得到一个初始的电压值，然后，将手机和分贝仪置于一恒定的音量环境下，得出其分贝值和对应的电压值，通过一定数量的校准以后，可以得到一个转换公式，利用此公式，将ADC值转换成分贝值，此方法实现的分贝检测功能的精度不高，但成本仅仅是空余的一个ADC和将其与MIC连接起来的一条通路。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信设备领域，尤其涉及利用手机的麦克风来实现简易分贝仪功能的实现方法。
技术背景
随着城市建设脚步的快速迈进，噪音对于城市里面的人来说已经越来越普遍，同时也越来越大，与之伴随的是各种各样的耳科类疾病的增多。但现在一般用来测量噪音的设备最主要的是手持式分贝仪，这个仪器对于分贝的测量比较精确，可价格也是非常高昂的，而且其体积的不小，基本上是现在的主流手机大上一倍左右，便携性很差。价格高、体积大不便携带，再加上不像mp3常用，所以没有个人用这种分贝仪。
发明内容
针对普通消费者对噪音的测量的种种不方便，通过对现有手机平台的硬件的设计，再加上一定的算法计算后实现对声音的音量大小的检测，本发明的目的提供了一种利用手机的麦克风来实现简易分贝仪功能的实现方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
利用手机的麦克风来实现简易分贝仪功能的实现方法。主要结构形式有两种：一种是用驻极体高分子薄膜材料作振膜；另一种是用驻极体材料做后极板。因为驻极体本身带电，所以这种传声器无须外部笨重的极化电源，简化了电容传声器的结构。驻极体传声器电声性能较好，抗振能力强，价格低，容易小型化，因此被广泛用于一般录音机，特别是盒式录音机中。
所述的以手机主芯片为整个系统的核心计算与控制模块，通过将手机主芯片上已经集成的ADC，与手机受话器——麦克风的正极相连，当启动简易分贝测量功能时，首先对麦克风进行上电，使其正常工作；通过主芯片控制ADC来读取麦克风正极端的电压，将其值实时的返回给主芯片，运算单元在接收到该数据后，经过一系列的处理后，最终生成相应的分贝值，从而实现了简易的分贝仪功能。
关于运算单元在接收到ADC转换后的数据时的运算方法，通过以下方式获得：
1)将一手持式分贝仪和本系统一起放在同一个音源前，确保两者距离音源的距离和方向基本一致。开启手持式分贝仪、本系统和音源。
2)调节音源，使其输出一音量恒定的声音，记录分贝仪测到的分贝值和本系统测到的ADC值，反复100次；
3)将音源的音量逐次调整，重复步骤2，如此10次；
4)将得到的值放在一起，通过运算得到ADC与分贝值的对应计算方法。
其工作原理为：所述的驻极体传声器有两块金属极板，其中一块表面涂有驻极体薄膜(多数为聚全氟乙丙烯)并将其接地，另一极板接在场效应晶体管的栅极上，栅极与源极之间接有一个二极管，当驻极体膜片本身带有电荷，表面电荷地电量为Q，板极间地电容量为C，则在极头上产生地电压U＝Q/C，当受到振动或受到气流地摩擦时，由于振动使两极板间的距离改变，即电容C改变，而电量Q不变，就会引起电压的变化，电压变化的大小，反映了外界声压的强弱，这种电压变化频率反映了外界声音的频率。
ADC(Analog to Digital Converter)，模数转化器，即将模拟电量转换为数字量，使输出的数字量与输入的模拟电量成正比，其工作原理：在A/D转换中，因为输入的模拟信号在时间上是连续的，而输出的数字信号是离散量，所以进行转换时只能按一定的时间间隔对输入的模拟信号进行采样，然后再把采样值转换为输出的数字量。通常A/D转换需要经过采样、保持量化、编码四个步骤。也可将采样、保持合为一步，量化、编码合为一步，共两大步来完成。
附图说明
图1本发明的硬件连接框图；
图2本发明的数据流示意图。
具体的实现方法
如图1所示，以手机主芯片为整个系统的核心计算与控制模块，通过将手机主芯片上已经集成的ADC，与手机受话器——麦克风的正极相连，当启动简易分贝测量功能时，首先对麦克风进行上电，使其正常工作。
如图2所示，当外界的音量发生变化的时候，麦克风正极端的电压发生变化，音量越大，下降越多，与此同时，通过主芯片控制ADC来读取麦克风正极端的电压，将其值实时的返回给主芯片，运算单元在接收到该数据后，经过一系列的处理后，最终生成相应的分贝值，从而实现了简易的分贝仪功能。
关于运算单元在接收到ADC转换后的数据时的运算方法，通过以下方式获得：
5)将一手持式分贝仪和本系统一起放在同一个音源前，确保两者距离音源的距离和方向基本一致。开启手持式分贝仪、本系统和音源。
6)调节音源，使其输出一音量恒定的声音，记录分贝仪测到的分贝值和本系统测到的ADC值，反复100次；
7)将音源的音量逐次调整，重复步骤2，如此10次；
8)将得到的值放在一起，通过运算得到ADC与分贝值的对应计算方法。
Claims (4)
1.利用手机的麦克风来实现简易分贝仪功能的实现方法，主要结构形式有两种：一种是用驻极体高分子薄膜材料作振膜；另一种是用驻极体材料做后极板，其特征在于：所述的以手机主芯片为整个系统的核心计算与控制模块，通过将手机主芯片上已经集成的ADC，与手机受话器麦克风的正极相连，通过ADC测量麦克风正极上的电压变化。
2.根据权利要求1所述的利用手机的麦克风来实现简易分贝仪功能的实现方法，其特征在于：所述的ADC测量得到的电压变化，通过特定的计算方法转换成为真实的分贝值，运算单元在接收到ADC转换后的数据时的运算方法，通过以下方式获得：
1)将一手持式分贝仪和本系统一起放在同一个音源前，确保两者距离音源的距离和方向基本一致，开启手持式分贝仪、本系统和音源；
2)调节音源，使其输出音量恒定的声音，记录分贝仪测到的分贝值和本系统测到的ADC值，反复100次；
3)将音源的音量逐次调整，重复步骤2，如此10次；
4)将得到的值放在一起，通过运算得到ADC与分贝值的对应计算方法。
3.根据权利要求1所述的利用手机的麦克风来实现简易分贝仪功能的实现方法，其特征在于：所述的驻极体传声器有两块金属极板，其中一块表面涂有驻极体薄膜并将其接地；另一极板接在场效应晶体管的栅极上，栅极与源极之间接有一个二极管。
4.根据权利要求1所述的利用手机的麦克风来实现简易分贝仪功能的实现方法，其特征在于：所述的将模拟电量转换为数字量，使输出的数字量与输入的模拟电量成正比
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105841802A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-08-10 | 江苏科技大学 | 一种基于Android嵌入式平台的环境噪声监测系统 |
| CN109682990A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-04-26 | 武汉齐物科技有限公司 | 一种风速测量方法及装置 |
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| US20020081979A1 (en) * | 2000-12-20 | 2002-06-27 | Tsunehiro Okuya | Noise monitoring system |
| CN1431474A (zh) * | 2002-01-09 | 2003-07-23 | 英华达(上海)电子有限公司 | 利用手机监测环境噪音的方法及装置 |
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2010
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