Materiał artykułu pochodzi z mojego
Tworzenie miernika poziomu sygnału
W przeszłości
W tym artykule złożymy obwód miernika poziomu sygnału i nauczymy się odczytywać wynik pomiaru z filtra. Oceńmy dokładność pomiaru.
Zestaw filtrów dostarczany przez streamer multimediów zawiera filtr MS_VOLUME, który jest w stanie mierzyć poziom RMS przechodzącego przez niego sygnału, tłumić sygnał i wykonywać wiele przydatnych i nieoczekiwanych funkcji. Filtrowi temu poświęcimy później cały artykuł. Ale na razie będziemy go używać jako miernika.
Jako źródło sygnału wykorzystamy generator tonów, z którego sygnał będzie przesyłany do filtra MS_VOLUME, do którego wyjścia podłączona jest karta dźwiękowa.
W tym przykładzie zastosujemy filtr generatora w nieco innym trybie – wygeneruje on za nas sygnał jednotonowy, czyli tzw. sygnał zawierający tylko jedną oscylację sinusoidalną.
Oprócz częstotliwości i amplitudy będziemy musieli ustawić czas w jakim będzie generowany sygnał, musi on być wystarczający, aby przez filtr MS_VOLUME przeszła wystarczająca liczba próbek do pomiaru. Do przekazania ustawień do generatora wykorzystywana jest struktura 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;
Do uruchomienia generatora użyjemy jego metody MS_DTMF_GEN_PLAY_CUSTOM.
Schemat blokowy przetwarzania sygnału:
Kod programu implementującego ten schemat pokazano poniżej.
/* 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);
}
Kompilujemy nasz przykład, tak jak robiliśmy to wcześniej, używając tylko nazwy pliku mtest3. Uruchommy to i uzyskajmy wynik:
Амплитуде синуса 1.000000 вольт соответствует среднеквадратическое значение 0.707733 вольт.
Jak widać wynik pomiaru zbiegał się z dokładnością do trzeciego miejsca po przecinku z wartością teoretyczną równą pierwiastkowi kwadratowemu z dwóch podzielonym na pół: sqr(2)/2=0,7071067811865475
Względne odchylenie wyniku od wartości rzeczywistej wyniosło 0.1%. Oceniliśmy błąd pomiaru na maksymalnym poziomie sygnału. Odpowiednio, wraz ze spadkiem poziomu błąd powinien wzrosnąć. Sugeruję, abyś sam to ocenił pod kątem niskich poziomów sygnału.
W następnym artykule złożymy obwód wykrywający obecność sygnału tonowego o danej częstotliwości na wejściu za pomocą detektora tonu. Dowiemy się także jak przetwarzać zdarzenia generowane przez filtry.
Źródło: www.habr.com