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廣播信號經(jīng)節(jié)目制作播出、信號傳送、發(fā)射等環(huán)節(jié)，最終在聽眾用戶端收聽，其中各個環(huán)節(jié)的系統(tǒng)工作狀態(tài)都會對最終的播出質(zhì)量產(chǎn)生影響。為全面監(jiān)測廣播信號播出過程中多個環(huán)節(jié)的信號質(zhì)量，同時對高周信號和低周信號(音頻基帶信號)的音頻峰值進行監(jiān)測，就要求音頻峰值監(jiān)測終端對廣播信號播出端、發(fā)射端以及解調(diào)后的音頻信號進行監(jiān)測。一般電臺的制作播出端、發(fā)射端、監(jiān)測控制端不在同一地點。以上海為例：制作播出在虹橋路廣播大廈；發(fā)射端在東方明珠電視塔；監(jiān)測中心在北京路外灘。最好的監(jiān)測方法就是各地點分別采集，再通過內(nèi)部的局域網(wǎng)將采集的數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)測中心集中分析處理。 1 原理框圖 C8051F020是美國Silicon Laboratories公司生產(chǎn)的8051系列完全集成的混合信號ISP Flash微控制器。 基于C805lF020的音頻峰值采集終端輸人平衡音頻信號，經(jīng)減法電路、增益調(diào)整電路、負波形反相電路、檢波電路、射極跟隨電路和分壓電路，最終利用單片機內(nèi)部的8位和12位A／D轉(zhuǎn)換器，可以一次采集16路音頻峰值數(shù)據(jù)。C8051F020單片機將峰值數(shù)據(jù)和GPS(全球定位系統(tǒng))時間打包為應(yīng)用層數(shù)據(jù)，再通過UDP層、IP層和以太網(wǎng)層協(xié)議，最終打包為以太網(wǎng)包，通過以太網(wǎng)接口芯片RTL8019AS將數(shù)據(jù)發(fā)送到局域網(wǎng)上。原理框圖如圖1所示。 2 峰值采集電路分析 音頻峰值采集電路的輸入部分為減法電路，如圖2所示。輸入信號可以為平衡音頻信號： 將R2、R3、R4、R5取為相等阻值，則可以得到： V1=V+—V- 二級運放電路為反相比例放大器，可以調(diào)整信號的增益： 三級運放電路為負波形反相電路，當(dāng)信號正相時，Dl導(dǎo)通，電路表現(xiàn)為電壓跟隨器電路：V3=V2+其中，V2+是V2信號的正相電壓部分。 當(dāng)信號負相時，D2導(dǎo)通，電路表現(xiàn)為反相比例放大器電路特性，假設(shè)R9=R10=10 kΩ則： 其中，V2是V2信號的負相電壓部分。 所以經(jīng)過第三級運放以后：V3=V2+一V2一 二極管D3采用檢波二極管，與電容C5組成檢波電路；電阻R12、R13和R14為電壓調(diào)零網(wǎng)絡(luò)；R15和R16組成的分壓電路將信號范圍調(diào)整進了C8051F020的A／D轉(zhuǎn)換的電壓范圍。模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序如下： void ADC0_and_ADCl(unsigned char xdata*adc0，unsigned char xdata*adcl){ unsigned char i； ADOINT=0： ADClCN=ADClCN & 0xDF： for(i=0；i<8；i++){ AMXOSL=i；／／選擇ADC0／ADCl的輸人端口 AMXlSL=i： ADOBUSY=1： ADClCN=A13(21CN 1 0x10： while((ADClCN＆0x20)==O)；／／等待ADCl數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)束 ADClCN=ADClCN＆0xDF： adcl=ADCl； while(ADOlNT==O);／／等待ADC0數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)束 ADOINT=0； adc0=ADCOH； } } 3 網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)要點 網(wǎng)絡(luò)傳送部分主要負責(zé)將采樣后的音頻峰值信息以及采集時間，通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到目標PC機進行數(shù)據(jù)處理。應(yīng)用層協(xié)議如表1所列。 應(yīng)用層協(xié)議調(diào)用UDP．C將應(yīng)用層數(shù)據(jù)打包成UDP包，并綁定目標地址發(fā)送。使用UDP傳送方式主要基于以下考慮： ①TCP要求目標端連接，方式復(fù)雜，會消耗單片機大量時間資源。以往的經(jīng)驗表明會出現(xiàn)連接不可靠或斷開的情況。 ②有大量的、實時的、長時間的音頻峰值數(shù)據(jù)發(fā)送，UDP方式更適合這種應(yīng)用。 一般指定的目標地址為IP地址，要得到目標機器的以太網(wǎng)地址，需要ARP協(xié)議(地址解析協(xié)議)的支持。以下是接收到ARP包后的處理程序： void arp_rcve(UCHAR xdata*inbuf){ ： ／／是否收到有效的ARP包 ／／查看是否有已收到的IP地址，如果有則更新入口和重 //啟時間 if(arp一>dest_ipaddr!=my_ipaddr)return；／／目標地址 ／／不指向自己，返回 ／／找空白的IP地址儲存條目。沒有找到空白的lP地址 ／／儲存條目，找到最舊的條目并替換。找不到最舊的條 ／／目，不替換 if(arp一>message_type==ARP_RESPONSE){／／收到 ／／ARP回應(yīng)包 ／／如果本機處于等待ARP回應(yīng)狀態(tài)，回應(yīng)的IP是要等待 ／／的IP地址 if((waiting_for_arp)＆&(wait．ipaddr==arp一> Source_ipaddr)){ waiting_for_arp=FALSE；／／清除等待標志 ip_send(waic buf．wait．ipaddr，wait．pmto_id,wait．len)； } } else if(arp一>message_type==ARP_REQUEST){ arp_send(arp一>source_hwaddr，arp一>source_ipad— dr，ARP_RESPONSE)； }／／如果收到ARP請求包，發(fā)送ARP請求回應(yīng) ) ARP協(xié)議會定時訪問ARP存儲緩沖，如果緩沖中的條目生命時間到達，ARP協(xié)議會將該條目刪除。為了保證數(shù)據(jù)發(fā)送目標地址的硬件地址不被移去，程序中硬性規(guī)定ARP緩沖中目的地址的ARP條目不會因為時間而移去。 void age arp_cache(void){ UCHARi； for(i=0；i if(arp_cache．ipaddr!=udp_dest_ipaddr_rw){ if((arp_cache．ipaddr!=0)＆＆(arp_cache． timer)){ arp cache．timer一一; ／／生命時間到達．條目的IP地址項清零 if(arp_cache．timer==O)arp_ cache．ipaddr=01 } } } } 網(wǎng)絡(luò)傳送的硬件部分由C8051F020和RTL8019AS組成，構(gòu)成10M以太網(wǎng)接口。以太網(wǎng)和IP地址可通過串口配置保存在Flash中，C8051F010上電后將以太網(wǎng)地址傳送給RTL8019AS。RTL8019AS初始化后完成以太網(wǎng)層數(shù)據(jù)包的接收和發(fā)送。 4 結(jié) 語 基于C8051F020單片機的音頻峰值采集終端具有高穩(wěn)定性和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奶攸c，滿足了廣播監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中長時間、不間斷和遠距離的要求，目前已成功應(yīng)用到廣播監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中。 |
