[實用新型]低噪聲高精度的聲信號測量電路

有效

• 申請號: 201320458061.3
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN203364955U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 賀惠農;秦巍
• 申請（專利權）人: 杭州億恒科技有限公司
• 主分類號: G01H11/00
• 分類號: G01H11/00
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 高文迪

技術領域

本實用新型涉及一種聲音測試裝置，尤其是一種低噪聲高精度的聲信號測量電路。

背景技術

在許多聲學測量應用中，對測量的動態范圍要求很高，通常需要達到120dB或更高，同時在小信號方面，還需要對10uV級或uV級的電壓信號進行精確測量，即要求測量儀器的本底噪聲能達到uV級或更小。顯然，這對測量儀器提出了一個很高的要求，為了滿足這個需求，目前普遍的方法就是采用分量程區分對待，對較大信號，采用大量程進行測量；對較小信號，采用小量程進行測量；對微信號，則采用更加特殊調理的量程來測量；用戶通過量程切換實現不同量級信號的測量，從而實現測量動態范圍與小信號測量的統一。對于這種解決方法，可以滿足一些測量應用的需求，但是，這種解決方法本身存在一個固有缺陷：會引入量程間一致性的誤差——不同的量程，其各種參數，譬如：增益誤差，線性度等，肯定會不相同——顯然，對于寬范圍變化信號、10uV級或uV級的小信號，這個誤差是不容忽視的，其會引起信號測量的一致性誤差問題；另外，量程的切換不但給設計的提高了復雜度，也提高了使用的復雜度。

發明內容

本實用新型的目的在于，提供一種不需要進行量程切換就可以進行高精度測量、適用性廣的低噪聲高精度的聲信號測量電路。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種低噪聲高精度的聲信號測量電路，包括聲音傳感器、實現聲傳感器輸出信號的拾取和阻抗匹配的前置調理模塊、實現低噪聲的信號調理的后級調理模塊、實現模擬信號轉換的ADC轉換模塊，聲音傳感器與前置調理模塊連接，前置調理模塊與后級調理模塊連接，后級調理模塊與ADC轉換模塊連接。

本實用新型的進一步設置為：所述的后級調理模塊包括濾波電路和調理變換電路，濾波電路分別與前置調理模塊、調理變換電路連接。

本實用新型的進一步設置為：所述的ADC轉換模塊包括抗混疊濾波電路和ADC轉換電路，調理變換電路與抗混疊濾波電路連接。

上述結構前置調理模塊對聲音傳感器采集到的信號進行阻抗匹配，并拾取其輸出信號，拾取到的信號經由后級調理模塊進行噪聲濾除，并進行增益匹配、單端轉差分的調理變換后，輸出到ADC轉換模塊；通過抗混疊濾波后，經由ADC轉換電路實現模擬信號的數字轉換，從而實現不需要進行量程切換就可以進行高精度測量的目的，由于不用量程切換，所以適用性更廣，操作方便。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實施例的原理示意圖；

具體實施方式

參考圖1可知，本實用新型一種低噪聲高精度的聲信號測量電路，包括聲音傳感器、實現聲傳感器輸出信號的拾取和阻抗匹配的前置調理模塊、實現低噪聲的信號調理的后級調理模塊、實現模擬信號轉換的ADC轉換模塊，聲音傳感器與前置調理模塊連接，所述的后級調理模塊包括濾波電路和調理變換電路，濾波電路分別與前置調理模塊、調理變換電路連接，所述的ADC轉換模塊包括抗混疊濾波電路和ADC轉換電路，調理變換電路與抗混疊濾波電路連接。

前置調理模塊是實現對聲音傳感器采集的信號進行拾取和阻抗匹配的，采用MOSFET管及其外圍電路實現，不做詳細的敘述。

后級調理模塊則實現低噪聲的信號調理和與ADC轉換模塊匹配的作用。主要包括兩部分：濾波電路和調理變換電路。其中，濾波電路采用多階有源濾波電路，對聲音信號頻帶外的噪聲信號進行濾除；調理變換電路對濾波后的信號進行增益匹配，并將信號由單端轉換為差分，使輸出信號與ADC轉換模塊的匹配。在實際實現的時候濾波電路和調理變換電路均采用高精密的運放芯片實現。

ADC轉化模塊主要是將模擬信號轉換為數字信號。主要包括兩部分：抗混疊濾波電路和ADC轉換電路。其中，抗混疊濾波電路對后級調理模塊輸出的差分信號進行抗混疊濾波處理；ADC轉換電路實現模擬信號的數字轉換，采用高精度ADC芯片實現。