论文部分内容阅读
声功率测量必需的硬件如传声器和信号调理电路等产生的本底噪声限制了声功率测量的动态范围,影响测量结果,而准确地测量并分析噪声才能为噪声治理提供有效依据。当被测声源信号较微弱时,若本底噪声未控制好,被测声源信号将被本底噪声破坏,声功率测量系统无法进行准确分析,严重时使声功率测量系统无法正常工作。本文针对声功率测量时,部分频带频率计权衰减不足,衰减误差超出GB3240-1982规定的1级允差范围的问题,提出一种改进LMS自适应滤波算法,对被测信号进行自适应滤波,削弱本底噪声对被测信号的影响,然后以此算法为基础搭建基于改进L M S算法的声功率测量系统,提高声功率测量系统工作性能。首先介绍自适应滤波技术及其在声学测量中的应用,分析传统LMS自适应滤波算法在声功率测量应用中的不足,提出一种改进LMS算法。该改进LMS算法通过构造两个自适应系数α(n)和β(n),建立一个新的步长和误差的非线性函数模型,提高该算法收敛速度和精度,以满足声功率测量实时性和准确性的要求。MATLAB仿真结果表明,改进LMS算法在不失精度的情况下具有较快的收敛速度,当被测信号污染严重时,改进LMS算法能有效地降低噪声;且在较宽的频带范围内也能有效地恢复出有用信号。然后在LabVIEW平台上,以预极化电容式测量传声器、信号调理电路和中泰工控EM-9118B-18同步数据采集卡为硬件基础,结合改进LMS算法搭建声功率测量系统。文中详细阐述了声压法测定声功率的原理,给出基于改进LMS算法的声功率测量系统的构成与工作流程,详细介绍基于改进LMS算法的声功率测量的实现原理,并给出关键部分对应的LabVIEW实现程序。最后,以基于改进LMS算法的声功测量系统为平台,利用接近本底噪声声压级的输入信号测试本文提出的改进LMS算法在其中的应用效果,测试结果表明,输入信号接近30dB的情况下,经过改进LMS算法自适应滤波后,A/C频率计权的衰减值误差更小,符合GB3240-1982规定的1级允差范围,特别是在频率低于31.5Hz时,解决了 A频率计权原本衰减不足的问题。