Изучаване на VoIP движението Mediastreamer2. Част 4

Материалът на статията е взет от моя дзен-канал.

Създаване на измерител на нивото на сигнала

В миналото статии изяснихме правилното приключване на програмите, използващи медиапоток.

В тази статия ще съберем схемата на измерителя на нивото на сигнала и ще се научим как да прочетем резултатите от измерването от филтъра. Ще оценим точността на измерването.

В набора от филтри, предоставяни от медиапотока, има филтър MS_VOLUME, който може да измерва средноквадратичното ниво на преминаващия през него сигнал, да отслабва сигнала и да изпълнява множество полезни и неочаквани функции. По-късно ще посветим цяла статия на този филтър. Но в момента ще го използваме като измерител.

Като източник на сигнала ще използваме тонов генератор, чийто сигнал ще насочим към филтъра MS_VOLUME, чийто изход е свързан със звуковата карта.

В този пример филтърът на генератора ще бъде използван в малко по-различен режим — той ще генерира за нас монотонен сигнал, т.е. сигнал, съдържащ само една синусоидална вибрация.

Освен честотата и амплитудата, трябва да зададем времето, през което сигналът ще бъде генериран, което трябва да бъде достатъчно, за да премине през филтъра MS_VOLUME достатъчно количество данни за измерване. За предаване на настройки на генератора се използва структурата MSDtmfGenCustomTone:

struct _MSDtmfGenCustomTone{
    char tone_name[8];     /* Текстово наименование на сигнала от 8 букви.*/
    int duration;          /* Продължителност на сигнала в милисекунди.*/
    int frequencies[2];    /* Пара от честоти, от които трябва да се състои изходният сигнал. */
    float amplitude;       /* Амплитуда на тоновете, 1.0 съответства на ниво 0 дБ от миливата на натоварване от 600 Ohm.*/
    int interval;          /* Пауза в милисекунди преди започване на повторното възпроизвеждане на сигнала.*/
    int repeat_count;      /* Брой повторения.*/
};
typedef struct _MSDtmfGenCustomTone MSDtmfGenCustomTone;

За да стартираме генератора, ще използваме неговия метод MS_DTMF_GEN_PLAY_CUSTOM.

Структурна схема на обработка на сигнала:

Кодът на програмата, реализиращ тази схема, е показан по-долу.

/* Файл mstest3.c */

#include <mediastreamer2/msfilter.h>
#include <mediastreamer2/msticker.h>
#include <mediastreamer2/dtmfgen.h>
#include <mediastreamer2/mssndcard.h>
#include <mediastreamer2/msvolume.h>

int main()
{
    ms_init();
    /* Создаем экземпляры фильтров. */
    MSFilter  *voidsource=ms_filter_new(MS_VOID_SOURCE_ID);
    MSFilter  *dtmfgen=ms_filter_new(MS_DTMF_GEN_ID);
    MSFilter  *volume=ms_filter_new(MS_VOLUME_ID);
    MSSndCard *card_playback=ms_snd_card_manager_get_default_card(ms_snd_card_manager_get());
    MSFilter  *snd_card_write=ms_snd_card_create_writer(card_playback);

    /* Создаем тикер. */
    MSTicker *ticker=ms_ticker_new();

    /* Соединяем фильтры в цепочку. */
    ms_filter_link(voidsource, 0, dtmfgen, 0);
    ms_filter_link(dtmfgen, 0, volume, 0);
    ms_filter_link(volume, 0, snd_card_write, 0);

    /* Подключаем источник тактов. */
    ms_ticker_attach(ticker,voidsource);

    MSDtmfGenCustomTone dtmf_cfg;

   /* Устанавливаем имя нашего сигнала, помня о том, что в массиве мы должны
    оставить место для нуля, который обозначает конец строки. */
    strncpy(dtmf_cfg.tone_name, "busy", sizeof(dtmf_cfg.tone_name));
    dtmf_cfg.duration=1000;
    dtmf_cfg.frequencies[0]=440; /* Будем генерировать один тон, частоту второго тона установим в 0.*/
    dtmf_cfg.frequencies[1]=0;
    dtmf_cfg.amplitude=1.0; /* Такой амплитуде синуса должен соответствовать результат измерения 0.707.*/
    dtmf_cfg.interval=0.;
    dtmf_cfg.repeat_count=0.;

   /* Включаем звуковой генератор. */
   ms_filter_call_method(dtmfgen, MS_DTMF_GEN_PLAY_CUSTOM, (void*)&dtmf_cfg);

   /* Даем, время половину секунды, чтобы измеритель накопил данные. */
   ms_usleep(500000);

   /* Читаем результат измерения. */
  float level=0;
   ms_filter_call_method(volume, MS_VOLUME_GET_LINEAR,&level);
   printf("Амплитуде синуса %f вольт  соответствует среднеквадратическое значение %f вольт.n", dtmf_cfg.amplitude, level);
}

Компилираме примера ни, както правехме до сега, само че използваме името на файла mstest3. Стартираме изпълнението и получаваме резултата:

Амплитудата на синуса 1.000000 волта съответства на средноквадратичното значение 0.707733 волта.

Както виждате, резултатът от измерването съвпадна до третия знак след десетичната запетая с теоретичната стойност, равна на корена от две, разделен на две: sqr(2)/2=0,7071067811865475

Относителното отклонение на резултата от действителната стойност е 0.1%. Оценихме грешката в измерването при максимално ниво на сигнала. Съответно, при понижаване на нивото, грешката трябва да се увеличава. Предлагам ви сами да я оцените за ниски нива на сигнала.

В следващата статия ще съберем схема, която открива наличието на тонален сигнал с определена честота на входа с помощта на детектор на тонове. Също така ще научим как да обработваме събитията, генерирани от филтрите.

Източник: habr.com