🥇Estudando o motor VoIP Mediastreamer2. Parte 4

O conteúdo deste artigo foi retirado do meu canal Zen.

Criando um medidor de nível de sinal

Na parte anterior artigo esclarecemos o encerramento correto de programas que utilizam o streamer.

Neste artigo, montaremos o esquema do medidor de nível de sinal e aprenderemos a ler o resultado da medição do filtro. Avaliaremos a precisão da medição.

No conjunto de filtros fornecidos pelo streamer, há o filtro MS_VOLUME, que pode medir o nível RMS do sinal que passa por ele, atenuar o sinal e executar uma série de funções úteis e inesperadas. Posteriormente, dedicaremos um artigo inteiro a este filtro. Mas agora, utilizaremos ele como um medidor.

Usaremos um gerador de tom como fonte do sinal, cujo sinal será direcionado para o filtro MS_VOLUME, ao qual uma placa de som está conectada na saída.

Neste exemplo, usaremos o filtro do gerador em um modo um pouco diferente — ele irá gerar para nós um sinal monofônico, ou seja, um sinal que contém apenas uma oscilação senoidal.

Além da frequência e da amplitude, precisaremos definir o tempo durante o qual o sinal será gerado, que deve ser suficiente para que um número adequado de amostras passe pelo filtro MS_VOLUME. Para passar as configurações ao gerador, usamos a estrutura MSDtmfGenCustomTone:

struct _MSDtmfGenCustomTone{
    char tone_name[8];     /* Nome textual do sinal em 8 letras. */
    int duration;          /* Duração do sinal em milissegundos. */
    int frequencies[2];    /* Par de frequências que deve compor o sinal de saída. */
    float amplitude;       /* Amplitude dos tons, 1.0 corresponde a um nível de 0 dB em relação a um milivolt em uma carga de 600 Ohms. */
    int interval;          /* Pausa em milissegundos antes de reiniciar a reprodução do sinal. */
    int repeat_count;      /* Número de repetições. */
};
typedef struct _MSDtmfGenCustomTone MSDtmfGenCustomTone;

Para colocar o gerador em funcionamento, utilizaremos seu método MS_DTMF_GEN_PLAY_CUSTOM.

Esquema estrutural de processamento de sinal:

O código do programa que implementa este esquema é mostrado abaixo.

/* 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);
}

Compile nosso exemplo, assim como fizemos antes, apenas usando o nome do arquivo mstest3. Execute-o e obteremos o resultado:

A amplitude do seno de 1.000000 volts corresponde a um valor quadrático médio de 0.707733 volts.

Como você pode ver, o resultado da medição coincidia até a terceira casa decimal com o valor teórico igual à raiz quadrada de dois dividida por dois: sqr(2)/2=0,7071067811865475

A divergência relativa do resultado em relação ao valor verdadeiro foi de 0,1%. Nós avaliamos o erro de medição no nível máximo de sinal. Portanto, ao diminuir o nível, o erro deve aumentar. Sugiro que você avalie por conta própria para níveis baixos de sinal.

No próximo artigo, vamos montar um esquema que detecta a presença de um sinal tonal de frequência específica na entrada usando um detector de tons. Além disso, aprenderemos a processar os eventos gerados pelos filtros.

Fonte: habr.com

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