[实用新型]一种基于dsPIC芯片的脉冲声信号发生器

说明书

本实用新型提供一种基于dsPIC芯片的脉冲声信号发生器，包括电源模块，时钟模块，MCU模块，数模转换模块；所述电源模块给MCU模块提供稳定的工作电压；所述时钟模块是给芯片提供时钟信号；所述MCU模块为控制单元，采用dsPIC33EP256MU806芯片，实现脉冲信号的设置，并通过I/O口或者PWM口输出脉冲信号；包括所述数模转换模块负责将dsPIC33EP256MU806芯片输出的数字信号转换为对应大小的电压信号。其所发射的脉冲声信号频段宽，重复性好，持续时间短。

技术领域

本实用新型涉及脉冲声信号发生器，具体是一种以dsPIC33EP256MU806芯片为核心的输出脉冲波形可调的声音信号发生器，可以用于现场声学参数测量的声源。

背景技术

现场测量材料和结构的声学参数采用的是几何声学的原理，麦克风接受直达声测试结果才有效，为了防止测试环境的反射声波被采集，因此要求声源发射声信号的持续时间足够短（ms级），并且频带宽，一次测试便可获得所有频带上的信息，使测试过程省时省力；这就需要一种声脉冲信号。

传统的声脉冲产生方法，例如电火花，枪炮以及发令枪等，都很难产生出波形可控且可重复的声脉冲信号来适应声脉冲法测试的需要。随着计算机和电子技术的发展，如今普遍采用电声系统来产生声脉冲信号，其原理是：由计算机输出电脉冲信号，经由数据数据采集卡进行 D⁄A 转换，再到功率放大器进行放大，然后驱动扬声器发声，产生出各种波形的声脉冲信号。这种方法设计灵活，所产生的声脉冲信号理论上完全可重复，但其硬件投资较大，而且现场使用也不是很方便。

为了使脉冲声源小型化，多个机构研究和设计了声脉冲信号发生器，例如上海交通大学的蒋伟康、张继萍等在文章《测量吸声系数的多传声器脉冲响应方法》中描述了一种脉冲声信号的产生，它是一种利用周期可调通/断多谐数字式振荡器用来产生均匀的脉冲信号，该电路主要由时基电路NE555和14级二进制串行计数器/分频器CD4020等构成。NE555组成多谐振荡器的通/断周期很长，电路采用计数器CD4020将定时器输出分频计数，可灵活调节通/断周期，以满足实际使用的要求。但这种发生器的脉冲持续时间达20ms，且脉冲波形不可控，无法满足现场条件下的近距离测量的要求。专利号为ZL201510543789.X 的《脉冲波形可调的声音信号发生器》公开了一种脉冲波形可调的声音信号发生器，仍然是基于NE555，只不过增加了信号占空比可调电路，实现了脉冲波形可控、频率可调的功能，但是没有涉及脉冲持续时间的控制功能，同样无法满足现场声学参数测试的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提出一种声脉冲信号持续时间足够短，且可以根据现场测试要求选择不同的波形和频率，实现发射时间可调，波形可调、频率可选的功能。

本实用新型所述的基于dsPIC芯片的脉冲声信号发生器，包括电源模块，时钟模块，MCU模块，数模转换模块；

所述电源模块给MCU模块提供稳定的工作电压；

所述时钟模块是给芯片提供时钟信号；

所述MCU模块为控制单元，采用dsPIC33EP256MU806芯片，实现脉冲信号的设置，并通过I/O口或者PWM口输出脉冲信号；

包括所述数模转换模块负责将DSPIC33EP256MU806芯片输出的数字信号转换为对应大小的电压信号。

作为对上述的基于dsPIC芯片的脉冲声信号发生器的进一步改进，数模转换模块采用MCP4911芯片，MCP4911芯片的VSS引脚接低电平，MCP4911的CS引脚、SCK引脚、SDI引脚分别与dsPIC33EP256MU806芯片的RD11引脚、RD10引脚、RD9引脚相连。