Esplorare il motore VoIP di Mediastreamer2. Parte 4

Il materiale dell'articolo è tratto dal mio canale zen.

Creazione di un misuratore del livello del segnale

Nel passato Articolo Abbiamo chiarito la corretta terminazione dei programmi che utilizzano il media streamer.

In questo articolo assembleremo un circuito misuratore di livello del segnale e impareremo come leggere il risultato della misurazione dal filtro. Valutiamo la precisione della misurazione.

L'insieme di filtri forniti dal media streamer include un filtro, MS_VOLUME, che è in grado di misurare il livello RMS del segnale che lo attraversa, attenuando il segnale e svolgendo molte funzioni utili e inaspettate. Dedicheremo un intero articolo a questo filtro in seguito. Ma per ora lo useremo come metro.

Utilizzeremo un generatore di toni come sorgente di segnale, il cui segnale verrà inviato al filtro MS_VOLUME, all'uscita del quale è collegata la scheda audio.

In questo esempio, utilizzeremo il filtro generatore in una modalità leggermente diversa: genererà per noi un segnale a tono singolo, ad es. un segnale contenente una sola oscillazione sinusoidale.

Oltre alla frequenza e all'ampiezza, dovremo impostare il tempo durante il quale verrà generato il segnale; deve essere sufficiente affinché un numero sufficiente di campioni passi attraverso il filtro MS_VOLUME per la misurazione. Per trasferire le impostazioni al generatore viene utilizzata la struttura MSDtmfGenCustomTone:

struct _MSDtmfGenCustomTone{
    char tone_name[8];     /* Текстовое название сигнала из 8 букв.*/
    int duration;          /* Длительность сигнала в миллисекундах.*/
    int frequencies[2];    /* Пара частот из которых должен состоять выходной сигнал. */
    float amplitude;       /* Амплитуда тонов, 1.0 соответствует уровню 0 дБ от милливатта на нагрузке 600 Ом.*/
    int interval;          /* Пауза в миллисекундах перед началом повторного проигрывания сигнала.*/
    int repeat_count;      /* Количество повторов.*/
};
typedef struct _MSDtmfGenCustomTone MSDtmfGenCustomTone;

Per avviare il generatore, utilizzeremo il suo metodo MS_DTMF_GEN_PLAY_CUSTOM.

Schema a blocchi dell'elaborazione del segnale:

Il codice del programma che implementa questo schema è mostrato di seguito.

/* 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);
}

Compiliamo il nostro esempio, proprio come abbiamo fatto prima, utilizzando solo il nome del file mstest3. Eseguiamolo e otteniamo il risultato:

Амплитуде синуса 1.000000 вольт  соответствует среднеквадратическое значение 0.707733 вольт.

Come si può notare il risultato della misurazione coincideva alla terza cifra decimale con il valore teorico pari alla radice quadrata di due divisa a metà: sqr(2)/2=0,7071067811865475

La deviazione relativa del risultato dal valore reale è stata dello 0.1%. Abbiamo valutato l'errore di misurazione al livello massimo del segnale. Di conseguenza, al diminuire del livello, l’errore dovrebbe aumentare. Ti suggerisco di valutarlo tu stesso per i bassi livelli di segnale.

Nel prossimo articolo assembleremo un circuito che rileva la presenza di un segnale di tono di una determinata frequenza all'ingresso utilizzando un rilevatore di toni. Impareremo anche come elaborare gli eventi generati dai filtri.

Fonte: habr.com