CN103076083B - 应用于移动通讯终端的声测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应用于移动通讯终端的声测装置，包括用以将采集环境声压信息并输出声压模拟信号的采集模块；用于将声压模拟信号予以放大并转换为声压数字信号，再对声压数字信号进行非线性补偿及温度补偿处理后输出数字校正信号的AFE模块，以及处理模块，所述处理模块预设有一数据关联表及一参考值，所述数据关联表预存有多个电压值以及对应各该电压值的dB值，用以依据接收到的数字校正信号经处理后生成电压值，并将电压值对应的dB值输出显示，同时将dB值与参考值进行比对，并计算出环境噪声超标值输出显示，用于解决现有技术中移动通讯终端在声测时语音的采样率较低，ADC输出无校正以及MIC模块的动态范围小等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种声测技术，特别是涉及一种应用于移动通讯终端的声测装置。
背景技术
随着计算机技术的发展，具备计算、存储和自学习能力的用于通讯目的的智能通讯终端设备应运而生。典型的智能通讯终端包括智能手机、平板电脑和具备无线通讯能力的个人数字助理等。由于所述智能通讯终端设备从“以设备为中心”的模式转变为“以人为中心”的模式，集成了嵌进式计算、控制技术、人工智能技术以及生物认证技术等，充分体现了“以人为本”的宗旨，使其更加人性化。再由于硬件及软件技术的发展，智能通讯终端设备也可以根据个人需要调整设置，使通讯终端更加个性化。尤其是随着智能手机和平板电脑技术的日趋成熟，逐步成为用户的个人信息中心。例如智能手机或者平板电脑内置的各种传感器像加速度，图像，压力等亦为用户提供了诸多的应用或体验，与此同时，用户亦对智能通讯终端设备的功能及应用愈加期待和新增需求，比如为追求舒适的休息或工作环境，寄希望于利用所述的智能通讯终端设备对环境噪声进行测试的需求。
在现有技术中，有业者利用装载于智能通讯终端设备的应用程式实现对环境噪声进行测试的目的，亦有通过改变所述智能通讯终端设备的硬件架构来达到对环境噪声进行测试的目的，但经应用仍有以下缺陷：语音的采样率较低，不能测频谱较宽的噪声；ADC输出不能反映绝对声强，没有校正；MIC模块的动态范围不够大，低限只有45dBSPL。
因而，如何提供一种应用于移动通讯终端的声测技术，以解决上述现有技术中存在的诸多缺陷，实已成为本领域从业者亟待解决的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种应用于移动通讯终端的声测装置，用于解决现有技术中移动通讯终端在声测时语音的采样率较低，ADC输出无校正以及MIC模块的动态范围小等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种应用于移动通讯终端的声测装置，其特征在于，所述声测装置至少包括：采集模块，用以将采集环境声压信息，并输出声压模拟信号；AFE模块，连接所述采集模块，用于将所述声压模拟信号予以放大，并将放大的声压模拟信号转换为声压数字信号，并对所述声压数字信号进行非线性补偿及温度补偿处理后输出数字校正信号；处理模块，连接所述AFE模块，预设有一数据关联表及一参考值，所述数据关联表预存有多个电压值以及对应各该电压值的dB值，用以依据接收到的数字校正信号经处理后生成电压值，并将所述电压值对应的dB值输出显示，同时将所述dB值与所述参考值进行比对，并计算出环境噪声超标值输出显示。
在本发明的声测装置中，所述AFE模块包括：信号放大单元，连接所述采集模块，将所述声压模拟信号放大后输出；模数转换单元，连接所述信号放大单元，将放大的声压模拟信号转换为声压数字信号；数字校正单元，连接所述模数转换单元，对所述声压数字信号进行非线性补偿及温度补偿处理后输出数字校正信号。其中，所述数字校正单元包括连接于所述模数转换单元的非线性补偿电路及温度补偿电路，所述非线性补偿电路对所述声压数字信号的非线性特性进行补偿，所述温度补偿电路通过采集所述模数转换单元的温度变化系数对所述声压数字信号的进行温度补偿。
本发明的声测装置还包括显示模块，连接所述处理模块，用于显示所述处理模块输出的dB值以及环境噪声超标值。
在本发明的声测装置中，所述采集模块为MIC录音模块，具体地，所述MIC录音模块为所述移动通讯终端中固有的MIC录音模块或另置于所述移动通讯终端中的MIC录音模块，所述MIC录音模块的信噪比大于30dB。
在本发明的声测装置中，所述处理模块为应用处理器。
如上所述，本发明的应用于移动通讯终端的声测装置，通过其动态范围较大的采集模块可以采集到采样率高的语音信号，进而得到测频谱较宽的噪声，再者由于设置了AFE模块对放大后的信号进行了数字校正，可以得出准确的声压参数，进而满足了客户能方便的使用实时的环境噪声测试，为例如智能手机和平板电脑的移动通讯终端提供了一个有趣也有用的环保应用。
附图说明
图1显示为本发明应用于移动通讯终端的声测装置原理框图。
元件标号说明
1 声测装置
11 采集模块
12 AFE模块
121 信号放大单元
122 模数转换单元
123 数字校正单元
13 处理模块
14 显示模块
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1，显示为本发明应用于移动通讯终端的声测装置原理框图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图所示，本发明提供一种应用于移动通讯终端的声测装置1，于本实施例中，所述移动通讯终端(未予以图示)例如为智能手机、平板电脑、或者个人处理器等便携式智能移动终端设备，所述声测装置1至少包括：采集模块11，AFE模块12，处理模块13，以及显示模块14。
所述采集模块11用以将采集环境声压信息，并输出声压模拟信号，所述的声压为大气压受到扰动后产生的变化，即为大气压强的余压，它相当于在大气压强上的叠加一个扰动引起的压强变化，由于声压的测量比较容易实现，通过声压的测量也可以间接求得质点速度等其它物理量。于本实施例中，所述采集模块11为MIC录音模块，具体地，所述MIC录音模块为所述移动通讯终端中固有的MIC录音模块，所述MIC录音模块的信噪比大于30dB。于其他的实施例中，所述MIC录音模块亦可为另置于所述移动通讯终端中的MIC录音模块，即额外的MIC模块，其信噪比亦需大于30dB。
所述AFE模块12连接所述采集模块11，用于将所述声压模拟信号予以放大，并将放大的声压模拟信号转换为声压数字信号，并对所述声压数字信号进行非线性补偿及温度补偿处理后输出数字校正信号，具体地，所述AFE模块12由信号放大单元121，模数转换单元122，以及数字校正单元123三部分组成。
其中，所述信号放大单元121连接所述采集模块11，将所述声压模拟信号放大后输出，于具体的实施方式中，所述信号放大单元121为一信号放大器。
所述模数转换单元122连接所述信号放大单元121，将放大的声压模拟信号转换为声压数字信号，于具体的实施方式中，所述模数转换单元122为一ADC转换电路。
所述数字校正单元123连接所述模数转换单元122，对所述声压数字信号进行非线性补偿及温度补偿处理后输出数字校正信号。于本实施例中，所述数字校正单元123包括连接于所述模数转换单元122的非线性补偿电路及温度补偿电路，所述非线性补偿电路对所述声压数字信号的非线性特性进行补偿，所述温度补偿电路通过采集所述模数转换单元122的温度变化系数对所述声压数字信号的进行温度补偿。
所述处理模块13连接所述AFE模块12，预设有一数据关联表及一参考值，所述数据关联表预存有多个电压值以及对应各该电压值的dB值，用以依据接收到的数字校正信号经处理后生成电压值，并将所述电压值对应的dB值输出显示，同时将所述dB值与所述参考值进行比对，并计算出环境噪声超标值输出显示。于本实施例中，所述处理模块13为应用处理器(Application Processor)。
所述显示模块14连接所述处理模块13，用于显示所述处理模块13输出的dB值以及环境噪声超标值。于本实施例中，所述显示模块14为所述移动通讯终端中固有的显示屏。
由图1所示，所述采集模块11依据采集的环境声压信息输出声压模拟信号，所述AFE模块12将该声压模拟信号予以放大，并转换为声压数字信号，然后对所述声压数字信号进行非线性补偿及温度补偿处理后输出数字校正信号，再由所述处理模块13依据接收到的数字校正信号经处理后生成电压值，并将所述电压值对应的dB值输出由显示模块14进行显示，同时将所述dB值与所述参考值进行比对，并计算出环境噪声超标值输出显示，可以得出准确的环境噪声参数，进而满足了客户能方便的使用实时的环境噪声测试。
综上所述，本发明的应用于移动通讯终端的声测装置，通过其动态范围较大的采集模块可以采集到采样率高的语音信号，进而得到测频谱较宽的噪声，再者由于设置了AFE模块对放大后的信号进行了数字校正，可以得出准确的声压参数，进而满足了客户能方便的使用实时的环境噪声测试，为例如智能手机和平板电脑是移动通讯终端提供了一个有趣也有用的环保应用。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.一种应用于移动通讯终端的声测装置，其特征在于，所述声测装置至少包括：
采集模块，用于采集环境声压信息，并输出声压模拟信号；
AFE模块，连接所述采集模块，用于将所述声压模拟信号予以放大，并将放大的声压模拟信号转换为声压数字信号，并对所述声压数字信号进行非线性补偿及温度补偿处理后输出数字校正信号；所述AFE模块包括：
信号放大单元，连接所述采集模块，将所述声压模拟信号放大后输出；
模数转换单元，连接所述信号放大单元，将放大的声压模拟信号转换为声压数字信号；
数字校正单元，连接所述模数转换单元，对所述声压数字信号进行非线性补偿及温度补偿处理后输出数字校正信号；
其中，所述数字校正单元包括连接于所述模数转换单元的非线性补偿电路及温度补偿电路，所述非线性补偿电路对所述声压数字信号的非线性特性进行补偿，所述温度补偿电路通过采集所述模数转换单元的温度变化系数对所述声压数字信号的进行温度补偿；
处理模块，连接所述AFE模块，预设有一数据关联表及一参考值，所述数据关联表预存有多个电压值以及对应各该电压值的dB值，用以依据接收到的数字校正信号经处理后生成电压值，并将所述电压值对应的dB值输出显示，同时将所述dB值与所述参考值进行比对，并计算出环境噪声超标值输出显示。
2.根据权利要求1所述的应用于移动通讯终端的声测装置，其特征在于：所述声测装置还包括显示模块，连接所述处理模块，用于显示所述处理模块输出的dB值以及环境噪声超标值。
3.根据权利要求1所述的应用于移动通讯终端的声测装置，其特征在于：所述采集模块为MIC录音模块。
4.根据权利要求3所述的应用于移动通讯终端的声测装置，其特征在于：所述MIC录音模块为所述移动通讯终端中固有的MIC录音模块或另置于所述移动通讯终端中的MIC录音模块。
5.根据权利要求4所述的应用于移动通讯终端的声测装置，其特征在于：所述MIC录音模块的信噪比大于30dB。
6.根据权利要求1所述的应用于移动通讯终端的声测装置，其特征在于：所述处理模块为应用处理器。
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