CN104243723B - 访客对讲系统音频信号非线性失真检测方法 - Google Patents
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Abstract
访客对讲系统音频信号非线性失真检测方法，访客对讲系统的被测线路由主机——传输线——分机的方式组成，将信号发生器与毫伏表并联接入主机发话传声器与主机送话放大器之间，并断开主机发话传声器，主机送话放大器通过传输线连接到分机受话放大器上，分机受话放大器再并联接在A/D数据采集卡、毫伏表与纯电阻假负载上，同时断开连接在分机受话放大器上的扬声器，使用信号发生器发出高频率的正弦波，通过主机送话放大器和分机受话放大器传输到A/D数据采集卡上，A/D数据采集卡开始寻找接收后正弦波形起始零点与峰值，然后以特定频率再次传输正弦波，使得每周期的正弦波会被采集100个点，这时通过计算机将这100个点的数据保存在TXT文档中，再运行编程所得到的程序进行数据处理，并最终保存想要的结果。
Description
技术领域：本发明涉及一种检测方法，尤其是一种访客对讲系统音频信号非线性失真检测方法。
背景技术:访客对讲系统由室内机、门口机、管理员机，以及分配解码器、备用充电电池组成。在《智能建筑工程检测规程》CECS：182：2005中，访客对讲系统是住宅(小区)智能化检测中安防系统检测的一个分项系统，分别对门口机、室内机和管理员机的外观、安装质量、主要功能进行检查。其中，检查门口机、室内机和管理员机之间的通话清晰度是否符合设计要求是对讲系统检测的一项重要内容。目前的检测方法主要是核验资料与主观评价，缺少定量的指标测试与性能评价。
依据行业标准《黑白可视对讲系统》GA/T269-2001，在对外观结构、基本功能、稳定性、抗干扰要求的基础上，又提出了主要电性能、电源电压适应范围、安全性、环境适应性、可靠性等技术指标的要求。
在电性能指标音频通道谐波失真试验中，目前采用的测试设备是信号发生器和失真度仪，主要对音频信号作比较，测试放大过的信号与原信号之比的差别。该方法设备比较昂贵，数据说服力不足，且只适用于实验室中对产品进行测试。由此可见，采用定量的数字化分析，能满足现场检测的高效设备将是访客对讲系统检测行业的发展方向。
发明内容：针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种访客对讲系统音频信号非线性失真检测方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：访客对讲系统音频信号非线性失真检测方法，访客对讲系统的被测线路(主呼通道)由主机——传输线——分机的方式组成，将信号发生器与毫伏表并联接入主机发话传声器与主机送话放大器之间，并断开主机发话传声器，主机送话放大器通过传输线连接到分机受话放大器上，分机受话放大器再并联接在A/D数据采集卡、毫伏表与纯电阻假负载上，同时断开连接在分机受话放大器上的扬声器，使用信号发生器发出高频率的正弦波，通过主机送话放大器和分机受话放大器传输到A/D数据采集卡上，A/D数据采集卡开始寻找接收后正弦波形起始零点与峰值，然后以特定频率再次传输正弦波，使得每周期的正弦波会被采集100个点，这时通过计算机将这100个点的数据保存在TXT文档中，再运行编程所得到的程序进行数据处理，并最终保存想要的结果，其具体步骤如下：
(1)寻找接收后正弦波形起始零点
被测的访客对讲系统的主呼通道与应答通道都是声音放大电路，在输入端传送一个标准的正弦波，由于传输有一定的时延，所以接收端面接收到的第一个数据点不是正弦波的起始点。为了实现被测正弦波第一个数据采集点为零点，先以高频去采集数据，但不保存，通过逐点比较，找到无限接近零点的位置。
(2)数据的采集与保存
在找到正弦波的起始零点之后，以该正弦波频率的20倍频率进行数据采集，并保存在TXT文档中，以正弦波峰值命名该TXT文件。
(3)计算采集点标准值
首先以寻找正弦波起始零点的方法在高频采集时通过逐点比较方式找到接收波形的峰值，并记忆下来，以正弦波每个周期比较20个点为例，通过公式a＝b*sin(i*2*(π/20))(其中b代表峰值，a为求的每个采集点的标准值，i代表第几个采集点)计算在每个采集点的标准值。
(4)数据的处理
打开编写好的程序软件，输入文件名读取TXT中的数据。程序运行将采集数据和计算所得的标准数据进行除法运算，当最后得到的值在范围0.95到1.05之间，不进行数据处理，范围之外的进行累计，最终累计所得的值比上总值所得误码率为最好考核音频线路的依据。
本发明提出了利用A/D数据采集卡对访客对讲系统主呼通道、应答通道的谐波失真进行数字化分析，以误码率代替失真度定量的评价系统音频在通道中的传输质量。
附图说明
图1是本发明的硬件连接结构示意图。
图2是A/D数据采集卡结构示意图。
图3是A/D数据采集卡的硬件工作流程图。
图4是程序流程图。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图3所示：访客对讲系统的被测线路(主呼通道)由主机——传输线——分机的方式组成(图1中虚线围住的部分)，将信号发生器与毫伏表并联接入主机发话传声器1与主机送话放大器2之间，并断开主机发话传声器1，主机送话放大器2通过传输线连接到分机受话放大器3上，分机受话放大器3再并联接在A/D数据采集卡、毫伏表与纯电阻假负载4上，同时断开连接在分机受话放大器上的扬声器5，使用信号发生器发出高频率的正弦波，通过主机送话放大器和分机受话放大器传输到A/D数据采集卡上，A/D数据采集卡开始寻找接收后正弦波形起始零点与峰值，然后以特定频率再次传输正弦波，使得每周期的正弦波会被采集100个点，这时通过计算机将这100个点的数据保存在TXT文档中，再运行编程所得到的程序进行数据处理，并最终保存想要的结果。
所选用的AD卡是通过PCI总线和CPU进行数据的交互。PCI9054实现本地总线和PCI总线的桥接作用(PCI总线是用来处理AD卡和CPU之间的数据通信，本地总线用来处理AD卡内部的数据通讯)。EEPROM是用来存储PCI9054的配置信息。时钟是给PCI9054和FPGA提供时序信号。FLASH是用来存储FPGA的处理程序(类似硬盘一样的工具)。FPGA模块作为AD卡的核心存在，主要用来处理卡上的一些逻辑单元(类似单片机的存在)。ADC芯片是将模拟电压转化为数字电压，通过本地总线和FPGA进行数据的交互。模拟开关是选取外部的电压进行采集(如果只有一路需要采集的话就一直选中这唯一一路，如果是两路或以上，就进行循环采集的方式),同时进行单端和差分信号的切换。经模拟开关出来的信号不能直接连接ADC芯片，中间需要加一级放大环节，选用程控放大器实现。
其具体步骤如下：
(1)寻找接收后正弦波形起始零点
被测的访客对讲系统的主呼通道与应答通道都是声音放大电路，在输入端传送一个标准的正弦波，由于传输有一定的时延，所以接收端面接收到的第一个数据点不是正弦波的起始点。为了实现被测正弦波第一个数据采集点为零点，先以高频去采集数据，但不保存，通过逐点比较，找到无限接近零点的位置。
(2)数据的采集与保存
在找到正弦波的起始零点之后，以该正弦波频率的20倍频率进行数据采集，并保存在TXT文档中，以正弦波峰值命名该TXT文件。
(3)计算采集点标准值
首先以寻找正弦波起始零点的方法在高频采集时通过逐点比较方式找到接收波形的峰值，并记忆下来，以正弦波每个周期比较20个点为例，通过公式a＝b*sin(i*2*(π/20))(其中b代表峰值，a为求的每个采集点的标准值，i代表第几个采集点)计算在每个采集点的标准值。
(4)数据的处理
打开编写好的程序软件，输入文件名读取TXT中的数据。当计算所得的标准数据不为零时，程序将采集数据和计算所得的标准数据进行除法运算，当最后得到的值在范围0.95到1.05之间，不进行数据处理，范围之外的进行累计；当计算所得的标准数据为零时，程序将采集数据和计算所得的标准数据进行减法运算，当差值的绝对值小于0.05时不进行数据处理，大于或等于0.05的进行累计。最终累计所得的值比上总值所得误码率为最好考核音频线路的依据。
程序源代码如下：
Claims (1)
1.访客对讲系统音频信号非线性失真检测方法，访客对讲系统的被测线路(主呼通道)由主机——传输线——分机的方式组成，将信号发生器与毫伏表并联接入主机发话传声器与主机送话放大器之间，并断开主机发话传声器，主机送话放大器通过传输线连接到分机受话放大器上，分机受话放大器再并联接在A/D数据采集卡、毫伏表与纯电阻假负载上，同时断开连接在分机受话放大器上的扬声器，使用信号发生器发出高频率的正弦波，通过主机送话放大器和分机受话放大器传输到A/D数据采集卡上，A/D数据采集卡开始寻找接收后正弦波形起始零点与峰值，然后以特定频率再次传输正弦波，使得每周期的正弦波会被采集100个点，这时通过计算机将这100个点的数据保存在TXT文档中，再运行编程所得到的程序进行数据处理，并最终保存想要的结果，其具体步骤如下：
(1)寻找接收后正弦波形起始零点
被测的访客对讲系统的主呼通道与应答通道都是声音放大电路，在输入端传送一个标准的正弦波，由于传输有一定的时延，所以接收端面接收到的第一个数据点不是正弦波的起始点，为了实现被测正弦波第一个数据采集点为零点，先以高频去采集数据，但不保存，通过逐点比较，找到无限接近零点的位置；
(2)数据的采集与保存
在找到正弦波的起始零点之后，以该正弦波频率的20倍频率进行数据采集，并保存在TXT文档中，以正弦波峰值命名该TXT文件；
(3)计算采集点标准值
首先以寻找正弦波起始零点的方法在高频采集时通过逐点比较方式找到接收波形的峰值，并记忆下来，以正弦波每个周期比较20个点为例，通过公式a＝b*sin(i*2*(π/20))，计算在每个采集点的标准值，其中b代表峰值，a为求的每个采集点的标准值，i代表第几个采集点；
(4)数据的处理
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