Lp=20 lg(p/p0) (dB)(附)
其中:基准量p0为20μPa。当p=p0时,Lp=0 dB,而当p=200 Pa时,Lp=140 dB。
用声级计可以测量声压级,采用1 kHz纯音输入0.2 s到0.25 s或0.5 s以上,即可得到真实声压级或平均声压级。考虑到人耳对不同频率的响度感觉,在噪声测量中,常取40phon等响曲线的反曲线对声压级进行计权校正,即用 A计权网络测得A声级,写成dB(A)。附表给出倍频带中心频率与A声级的校正量之间的关系:

3 硬件电路构成
环境噪声测量仪的硬件结构原理见图1:

图1 硬件原理图
环境噪声经高灵敏度、无指向性驻极体传声器转换成电信号。所用传声器频率特性在50~14 000 Hz范围内不均匀度小于1.5 dB,加防风罩、防雨罩后可用于室外测量。三级放大电路由运放LM324构成,精心调整相关外围元件参数,可使其幅频特性与A计权曲线相近。D1、C1、R1组成峰值检波网络,其输出直流电平反映了噪声声压的大小。
由LM331构成电压/频率转换电路,输出的频率信号变成TTL电平送给单片机的P3.4引脚,作为T0的计数脉冲。该转换电路线性良好,抗干扰能力强,输出频率范围在10~10 000 Hz以上,其变化比达103,优于普通8位并行A/D转换器,有利于提高系统的测量范围。图1中,Rs可用来调节增益偏差,改变输出频率。
系统的核心部分是AT89C51单片机,其指令系统与MCS-51完全兼容,且片内带4kB的E2PROM,可以方便地构成一个最小测量系统。其P3.5引脚接由NE555构成的定时器输出的100 kHz方波,通过T1中断去控制T0定时计数。从T0端输入的计数脉冲频率,也反映了所测声压的大小。经软件处理后,噪声声压级显示值由P1口输出,经 74LS248译码再驱动两位1.8 in高亮度LED数码管显示,适当控制译码器灭灯端,使两数码管轮流发光实现动态显示,降低功耗。
4 软件设计
环境噪声测量系统的软件采用模块化设计,由主程序、中断服务程序、查表子程序和显示子程序组成。各程序模块的流程图如图2所示:
主程序处于循环工作状态,主要完成定时/计数器和中断系统的初始化,并循环调用查表和显示子程序。每当T1对外接100 kHz时钟计数达0.5 s后,申请中断,CPU响应中断后即读取TH0、TL0两寄存器中的计数值,并重新初始化T0、T1,以便检测下一次的数据。