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廣播信號經節目制作播出、信號傳送、發射等環節，最終在聽眾用戶端收聽，其中各個環節的系統工作狀態都會對最終的播出質量產生影響。為全面監測廣播信號播出過程中多個環節的信號質量，同時對高周信號和低周信號(音頻基帶信號)的音頻峰值進行監測，就要求音頻峰值監測終端對廣播信號播出端、發射端以及解調后的音頻信號進行監測。一般電臺的制作播出端、發射端、監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；發射端在東方明珠電視塔；監測中心在北京路外灘。最好的監測方法就是各地點分別采集，再通過內部的局域網將采集的數據傳送到監測中心集中分析處理。 1 原理框圖 C8051F020是美國Silicon Laboratories公司生產的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，經減法電路、增益調整電路、負波形反相電路、檢波電路、射極跟隨電路和分壓電路，最終利用單片機內部的8位和12位A／D轉換器，可以一次采集16路音頻峰值數據。C8051F020單片機將峰值數據和GPS(全球定位系統)時間打包為應用層數據，再通過UDP層、IP層和以太網層協議，最終打包為以太網包，通過以太網接口芯片RTL8019AS將數據發送到局域網上。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，可以調整信號的增益： 三級運放電路為負波形反相電路，當信號正相時，Dl導通，電路表現為電壓跟隨器電路：V3=V2+其中，V2+是V2信號的正相電壓部分。 當信號負相時，D2導通，電路表現為反相比例放大器電路特性，假設R9=R10=10 kΩ則： 其中，V2是V2信號的負相電壓部分。 所以經過第三級運放以后：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為電壓調零網絡；R15和R16組成的分壓電路將信號范圍調整進了C8051F020的A／D轉換的電壓范圍。模數轉換子程序如下： 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數據轉換結束 ADClCN=ADClCN＆0xDF： adcl=ADCl； while(ADOlNT==O);／／等待ADC0數據轉換結束 ADOINT=0； adc0=ADCOH； } } 3 網絡傳送技術要點 網絡傳送部分主要負責將采樣后的音頻峰值信息以及采集時間，通過以太網將數據發送到目標PC機進行數據處理。應用層協議如表1所列。 應用層協議調用UDP．C將應用層數據打包成UDP包，并綁定目標地址發送。使用UDP傳送方式主要基于以下考慮： ①TCP要求目標端連接，方式復雜，會消耗單片機大量時間資源。以往的經驗表明會出現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據發送，UDP方式更適合這種應用。 一般指定的目標地址為IP地址，要得到目標機器的以太網地址，需要ARP協議(地址解析協議)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回應包 ／／如果本機處于等待ARP回應狀態，回應的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，發送ARP請求回應 ) ARP協議會定時訪問ARP存儲緩沖，如果緩沖中的條目生命時間到達，ARP協議會將該條目刪除。為了保證數據發送目標地址的硬件地址不被移去，程序中硬性規定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 } } } } 網絡傳送的硬件部分由C8051F020和RTL8019AS組成，構成10M以太網接口。以太網和IP地址可通過串口配置保存在Flash中，C8051F010上電后將以太網地址傳送給RTL8019AS。RTL8019AS初始化后完成以太網層數據包的接收和發送。 4 結 語 基于C8051F020單片機的音頻峰值采集終端具有高穩定性和網絡傳輸的特點，滿足了廣播監測網絡中長時間、不間斷和遠距離的要求，目前已成功應用到廣播監測網絡中。 |
