[实用新型]低噪声高精度的声信号测量电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种声音测试装置，尤其是一种低噪声高精度的声信号测量电路。

背景技术

在许多声学测量应用中，对测量的动态范围要求很高，通常需要达到120dB或更高，同时在小信号方面，还需要对10uV级或uV级的电压信号进行精确测量，即要求测量仪器的本底噪声能达到uV级或更小。显然，这对测量仪器提出了一个很高的要求，为了满足这个需求，目前普遍的方法就是采用分量程区分对待，对较大信号，采用大量程进行测量；对较小信号，采用小量程进行测量；对微信号，则采用更加特殊调理的量程来测量；用户通过量程切换实现不同量级信号的测量，从而实现测量动态范围与小信号测量的统一。对于这种解决方法，可以满足一些测量应用的需求，但是，这种解决方法本身存在一个固有缺陷：会引入量程间一致性的误差——不同的量程，其各种参数，譬如：增益误差，线性度等，肯定会不相同——显然，对于宽范围变化信号、10uV级或uV级的小信号，这个误差是不容忽视的，其会引起信号测量的一致性误差问题；另外，量程的切换不但给设计的提高了复杂度，也提高了使用的复杂度。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种不需要进行量程切换就可以进行高精度测量、适用性广的低噪声高精度的声信号测量电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低噪声高精度的声信号测量电路，包括声音传感器、实现声传感器输出信号的拾取和阻抗匹配的前置调理模块、实现低噪声的信号调理的后级调理模块、实现模拟信号转换的ADC转换模块，声音传感器与前置调理模块连接，前置调理模块与后级调理模块连接，后级调理模块与ADC转换模块连接。

本实用新型的进一步设置为：所述的后级调理模块包括滤波电路和调理变换电路，滤波电路分别与前置调理模块、调理变换电路连接。

本实用新型的进一步设置为：所述的ADC转换模块包括抗混叠滤波电路和ADC转换电路，调理变换电路与抗混叠滤波电路连接。

上述结构前置调理模块对声音传感器采集到的信号进行阻抗匹配，并拾取其输出信号，拾取到的信号经由后级调理模块进行噪声滤除，并进行增益匹配、单端转差分的调理变换后，输出到ADC转换模块；通过抗混叠滤波后，经由ADC转换电路实现模拟信号的数字转换，从而实现不需要进行量程切换就可以进行高精度测量的目的，由于不用量程切换，所以适用性更广，操作方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例的原理示意图；

具体实施方式

参考图1可知，本实用新型一种低噪声高精度的声信号测量电路，包括声音传感器、实现声传感器输出信号的拾取和阻抗匹配的前置调理模块、实现低噪声的信号调理的后级调理模块、实现模拟信号转换的ADC转换模块，声音传感器与前置调理模块连接，所述的后级调理模块包括滤波电路和调理变换电路，滤波电路分别与前置调理模块、调理变换电路连接，所述的ADC转换模块包括抗混叠滤波电路和ADC转换电路，调理变换电路与抗混叠滤波电路连接。

前置调理模块是实现对声音传感器采集的信号进行拾取和阻抗匹配的，采用MOSFET管及其外围电路实现，不做详细的叙述。

后级调理模块则实现低噪声的信号调理和与ADC转换模块匹配的作用。主要包括两部分：滤波电路和调理变换电路。其中，滤波电路采用多阶有源滤波电路，对声音信号频带外的噪声信号进行滤除；调理变换电路对滤波后的信号进行增益匹配，并将信号由单端转换为差分，使输出信号与ADC转换模块的匹配。在实际实现的时候滤波电路和调理变换电路均采用高精密的运放芯片实现。

ADC转化模块主要是将模拟信号转换为数字信号。主要包括两部分：抗混叠滤波电路和ADC转换电路。其中，抗混叠滤波电路对后级调理模块输出的差分信号进行抗混叠滤波处理；ADC转换电路实现模拟信号的数字转换，采用高精度ADC芯片实现。