Создаем измеритель уровня сигнала
В прошлой статье мы внесли ясность в корректное завершение программ использующих медиастример.
В этой статье мы соберем схему измерителя уровня сигнала и научимся читать результат измерения из фильтра. Оценим точность измерения.
В наборе фильтров, предоставляемых медиастримером есть фильтр, MS_VOLUME, который способен измерять среднеквадратический уровень проходящего через него сигнала, ослаблять сигнал и выполнять массу полезных и неожиданных функций. Позднее мы посветим этому фильтру целую статью. Но сейчас мы будем использовать его как измеритель.
В качестве источника сигнала будем использовать тональный генератор, сигнал с которого направим на фильтр MS_VOLUME, к выходу которого подключена звуковая карта.
В данном примере фильтр генератора мы будем использовать в несколько другом режиме — он будет генерировать для нас однотональный сигнал, т.е. сигнал содержащий только одно синусоидальное колебание.
Помимо частоты и амплитуды нам понадобится задать время, в течение которого будет генерироваться сигнал, оно должно быть достаточным, чтобы через фильтр MS_VOLUME прошло достаточное для измерение количество отсчетов. Для передачи генератору настроек используется структура 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;
Чтобы запустить генератор в работу, будем использовать его метод MS_DTMF_GEN_PLAY_CUSTOM.
Структурная схема обработки сигнала:
Код программы, реализующий эту схему показан ниже.
/* 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); }
Компилируем наш пример, также как мы делали до этого, только используя название файла mstest3. Запускаем на выполнение и получим результат:
Амплитуде синуса 1.000000 вольт соответствует среднеквадратическое значение 0.707733 вольт.
Как видите, результат измерения совпал до третьего знака после запятой с теоретическим значением равным квадратному корню из двойки поделенному пополам: sqr(2)/2=0,7071067811865475
Относительное отклонение результата от истинного значения составило 0.1%. Мы сделали оценку погрешности измерения при максимальном уровне сигнала. Соответственно, при снижении уровня погрешность должна возрастать. Предлагаю вам самостоятельно оценить её для малых уровней сигнала.
В следующей статье мы соберем схему обнаруживающую присутствие на входе тонального сигнала заданной частоты с помощью детектора тонов. А также научимся обрабатывать события генерируемые фильтрами.
