Skúmame VoIP motor Mediastreamer2. Časť 4

Materiál článku je prevzatý z môjho zen kanála.

Vytvárame merací prístroj na úroveň signálu

V minulosti článku objasnili sme správne ukončenie programov používajúcich mediastreamer.

V tomto článku zostavíme schému meracieho prístroja na úroveň signálu a naučíme sa čítať výsledok merania z filtra. Zhodnotíme presnosť merania.

V súprave filtrov poskytovaných mediastreamerom je filter MS_VOLUME, ktorý je schopný merať efektívnu úroveň prechádzajúceho signálu, oslabiť signál a vykonávať množstvo užitočných a prekvapujúcich funkcií. Neskôr sa tejto filtre venovať celú článku. Ale teraz ho použijeme ako merací prístroj.

Ako zdroj signálu použijeme tónový generátor, signál z ktorého pošleme do filtra MS_VOLUME, na výstup ktorého je pripojená zvuková karta.

V tomto príklade budeme filtrovať generátor v trochu inom režime — bude generovať pre nás jednocieľový signál, t.j. signál obsahujúci iba jediné sínusové oscilácie.

Okrem frekvencie a amplitúdy budeme musieť nastaviť čas, počas ktorého bude generovaný signál, musí byť dostatočný, aby cez filter MS_VOLUME prešlo dostatočné množstvo vzoriek na meranie. Na odovzdanie nastavení generátoru sa používa štruktúra MSDtmfGenCustomTone:

struct _MSDtmfGenCustomTone{
    char tone_name[8];     
    /* Textový názov signálu z 8 písmen.*/
    int duration;          
    /* Dĺžka signálu v milisekundách.*/
    int frequencies[2];    
    /* Pár frekvencií, z ktorých by mal pozostávať výstupný signál. */
    float amplitude;       
    /* Amplitúda tónov, 1.0 zodpovedá úrovni 0 dB od miliwatu na záťaži 600 Ohm.*/
    int interval;          
    /* Pauza v milisekundách pred začiatkom opätovného prehrávania signálu.*/
    int repeat_count;      
    /* Počet opakovaní.*/
};
typedef struct _MSDtmfGenCustomTone MSDtmfGenCustomTone;

Aby sme spustili generátor do prevádzky, použijeme jeho metódu MS_DTMF_GEN_PLAY_CUSTOM.

Štrukturálna schéma spracovania signálu:

Kód programu implementujúci túto schému je uvedený nižšie.

/* 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);
}

Kompilujeme náš príklad, rovnako ako sme robili doteraz, len s použitím názvu súboru mstest3. Spustíme na vykonanie a dostaneme výsledok:

Amplitúde sínusu 1.000000 voltov zodpovedá efektívna hodnota 0.707733 voltov.

Ako vidíte, výsledok merania sa zhodoval až po tretí desatinný znak s teoretickou hodnotou rovnou druhému odmocninu z dvoch delenú dvoma: sqr(2)/2=0,7071067811865475

Relatívna odchýlka výsledku od skutočnej hodnoty predstavovala 0,1 %. Odhadli sme chybu merania pri maximálnej úrovni signálu. Preto by sa pri znížení úrovne mala chyba zvyšovať. Navrhujem, aby ste si ju sami vyhodnotili pri nízkych úrovniach signálu.

V nasledujúcom článku zmapujeme schému detekujúcu prítomnosť tónového signálu predpísanej frekvencie na vstupe pomocou detektora tónov. Taktiež sa naučíme spracovávať udalosti generované filtrami.

Zdroj: habr.com