main.py

import numpy as np
import math as m
import scipy as sci
from scipy import signal
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.fftpack import fft
from scipy.fftpack import fftshift
import pylab as pl

k1 = 0.19 * 10e12
k2 = -1.9 * 10e6
fi0 = 0

fs = 50e6

#x=np.arange(N) / float(fs)
x=np.r_[0:(10e-6+(1/fs)):1/(fs)]
print(len(x))
x50=np.r_[0:50:1]
print(len(x50))

#x=np.linspace(0,10e-6,M)

def theta(t):
    return k1*t*t + k2*t + fi0

def chirp(t):
    return np.exp(1j*2*np.pi*theta(t))

window = signal.tukey(50)
window1 = signal.hann(50)
window2 = signal.triang(50)
plt.figure()
plt.plot(x50,window)
plt.title("Ventana de Tukey")
plt.ylabel("Amplitud")
plt.xlabel("Muestras")
plt.grid(True)
plt.show()

plt.figure()
plt.plot(x50,window1)
plt.title("Ventana de Hanning")
plt.ylabel("Amplitud")
plt.xlabel("Muestras")
plt.grid(True)
plt.show()

plt.figure()
plt.plot(x50,window2)
plt.title("Ventana triangular")
plt.ylabel("Amplitud")
plt.xlabel("Muestras")
plt.grid(True)
plt.show()
"""

plt.plot(x,np.real(chirp(x)))
plt.title("Parte real de chirp")
plt.ylabel("Amplitud")
plt.xlabel("Tiempo")
plt.grid(True)
plt.show()


plt.plot(x,np.imag(chirp(x)))
plt.title("Parte imaginaria de chirp")
plt.ylabel("Amplitud")
plt.xlabel("Tiempo")
plt.grid(True)
plt.show()

plt.figure(1)
plt.plot(x,np.unwrap(np.angle(chirp(x))), label="Ángulo chirp")
plt.plot(x,2*np.pi*theta(x),dashes=[9, 3], label="Función de fase")
plt.title("Función de fase")
plt.legend()
plt.ylabel("Fase")
plt.xlabel("Tiempo")
plt.grid(True)
plt.show()

plt.figure()
A = fft(chirp(x),8192)/(len(chirp(x))/2.0)  # fft de 2048 puntos 8192
#cuando hago la fft la amplitud de la transformada se ve afectada por la
#cantidad de puntos que tome, por lo tanto normalizo por la longitud de
#la venatana
freq =  np.linspace(-fs/2, fs/2, len(A))#va de -pi a pi
response = 20 * np.log10(np.abs(fftshift(A)))

plt.plot(freq,response, label="DFT"), plt.grid()
plt.axvline(x=19e6, color='#2ca02c', alpha=0.5, label="±19 MHz")
plt.axvline(x=-19e6, color='#2ca02c', alpha=0.5)
plt.title("(DFT)Respuesta en frecuencia de chirp")#arreglar label
plt.ylabel("Magnitud [dB]")
plt.xlabel("Frecuencia [Hz]")
plt.legend()
plt.grid(True)
plt.show()
"""

'''
Compute and plot the spectrogram 
'''


"""
fs = 50e6  #nyquist
x1=np.r_[0:(10e-6+(1/fs)):1/(fs)]
window = signal.tukey(50) # ventana de Tukey de 256 muestras

plt.figure()
A = fft(window,8192)/(len(window)/2.0)
freq =  np.linspace(-20e6/2, 20e6a/2, len(A))#va de -pi a pi
response = 20 * np.log10(np.abs(fftshift(A)))
plt.plot(freq,response, label="DFT")
plt.title("(DFT)Respuesta en frecuencia de la ventana de Tukey")#arreglar label
plt.ylabel("Magnitud [dB]")
plt.xlabel("Frecuencia [Hz]")
plt.grid(True)
plt.show()
"""
"""
f, t, Sxx = signal.spectrogram(chirp(x1), fs, window,noverlap=35,return_onesided=False)#
f=np.fft.fftshift(f)
Sxx = np.fft.fftshift(Sxx,axes=0)

plt.figure(1)
plt.suptitle("Espectograma con ventana de Tukey")
plt.subplot(2,1,1)
plt.pcolormesh(t/1e-6,f,Sxx) #espectograma en escala lineal
plt.title("En escala lineal")#arreglar label
plt.ylabel('Frecuencia [Hz]')
plt.xlabel('Tiempo [microsec]')
plt.colorbar()
#plt.show()

plt.subplot(2,1,2)
plt.pcolormesh(t/1e-6,f,np.log10(Sxx))#expectograma en escala logaritmica
plt.title("En escala logaritmica")#arreglar label
plt.ylabel('Frecuencia [Hz]')
plt.xlabel('Tiempo [microsec]')
plt.colorbar()
plt.show()
"""
#"""
window2 = signal.hann(50)
plt.figure()
A = fft(window2,8192)/(len(window2)/2.0)
freq =  np.linspace(-20e6/2, 20e6/2, len(A))#va de -pi a pi
response = 20 * np.log10(np.abs(fftshift(A)))
plt.plot(freq,response, label="DFT")
plt.title("(DFT)Respuesta en frecuencia de la ventana de Hanning")#arreglar label
plt.ylabel("Magnitud [dB]")
plt.xlabel("Frecuencia [Hz]")
plt.grid(True)
plt.show()
#"""
"""
plt.figure(2)
plt.suptitle("Espectograma con ventana de Hanning")
plt.subplot(2,1,1)
f, t, Sxx = signal.spectrogram(chirp(x1), fs, window2,noverlap=35,return_onesided=False)#
f=np.fft.fftshift(f)
Sxx = np.fft.fftshift(Sxx,axes=0)
plt.pcolormesh(t/1e-6,f,Sxx) #espectograma en escala lineal
plt.title("En escala lineal")#arreglar label
plt.ylabel('Frecuencia [Hz]')
plt.xlabel('Tiempo [microsec]')
plt.colorbar()
#plt.show()

plt.subplot(2,1,2)
plt.pcolormesh(t/1e-6,f,np.log10(Sxx))#expectograma en escala logaritmica
plt.title("En escala logaritmica")#arreglar label
plt.ylabel('Frecuencia [Hz]')
plt.xlabel('Tiempo [microsec]')
plt.colorbar()
plt.show()
"""

"""
fs = 50e6  #nyquist
x1=np.r_[0:(10e-6+(1/fs)):1/(fs)]
window3 = signal.triang(50)

plt.figure()
A = fft(window3,8192)/(len(window3)/2.0)
freq =  np.linspace(-20e6/2, 20e6/2, len(A))#va de -pi a pi
response = 20 * np.log10(np.abs(fftshift(A)))
plt.plot(freq,response, label="DFT")
plt.title("(DFT)Respuesta en frecuencia de la ventana triangular")#arreglar label
plt.ylabel("Magnitud [dB]")
plt.xlabel("Frecuencia [Hz]")
plt.grid(True)
plt.show()
"""
"""
plt.figure(2)
plt.suptitle("Espectograma con ventana triangular")
plt.subplot(2,1,1)
f, t, Sxx = signal.spectrogram(chirp(x1), fs, window3,noverlap=35,return_onesided=False)#
f=np.fft.fftshift(f)
Sxx = np.fft.fftshift(Sxx,axes=0)
plt.pcolormesh(t/1e-6,f,Sxx) #espectograma en escala lineal
plt.title("En escala lineal")#arreglar label
plt.ylabel('Frecuencia [Hz]')
plt.xlabel('Tiempo [microsec]')
plt.colorbar()
#plt.show()

plt.subplot(2,1,2)
plt.pcolormesh(t/1e-6,f,np.log10(Sxx))#expectograma en escala logaritmica
plt.title("En escala logaritmica")#arreglar label
plt.ylabel('Frecuencia [Hz]')
plt.xlabel('Tiempo [microsec]')
plt.colorbar()
plt.show()

"""
#*************************************

"""


fs = 50e6  #nonyquist
x2=np.r_[0:(10e-6+(1/fs)):1/(fs)]
window = signal.triang(50) # ventana de Tukey de 256 muestras
window2 = signal.hann(50)
plt.figure()
A = fft(window1,8192)/(len(window2)/2.0)
freq =  np.linspace(-20e6/2, 20e6/2, len(A))#va de -pi a pi
response = 20 * np.log10(np.abs(fftshift(A)))
plt.plot(freq,response, label="DFT")
plt.title("(DFT)Respuesta en frecuencia de la ventana de Hanning")#arreglar label
plt.ylabel("Magnitud [dB]")
plt.xlabel("Frecuencia [Hz]")
plt.grid(True)
plt.show()
f, t, Sxx = signal.spectrogram(chirp(x2), fs, window,noverlap=0,return_onesided=False)#
f=np.fft.fftshift(f)
Sxx = np.fft.fftshift(Sxx,axes=0)
plt.figure(1)
plt.subplot(2,2,1)
plt.pcolormesh(t,f,Sxx) #espectograma en escala lineal
plt.title("Espectograma en escala lineal con tukey")#arreglar label
plt.ylabel('Frequency [Hz]')
plt.xlabel('Time [sec]')

plt.subplot(2,2,2)
#plt.show()
plt.pcolormesh(t,f,np.log10(Sxx))#expectograma en escala logaritmica
plt.title("Espectograma en escala logaritmica con tukey")#arreglar label
plt.ylabel('Frequency [Hz]')
plt.xlabel('Time [sec]')
#plt.show()

plt.subplot(2,2,3)
f, t, Sxx = signal.spectrogram(chirp(x2), fs, window2,noverlap=0,return_onesided=False)#
f=np.fft.fftshift(f)
Sxx = np.fft.fftshift(Sxx,axes=0)
plt.pcolormesh(t,f,Sxx) #espectograma en escala lineal
plt.title("Espectograma en escala lineal con hanning")#arreglar label
plt.ylabel('Frequency [Hz]')
plt.xlabel('Time [sec]')
#plt.show()

plt.subplot(2,2,4)
plt.pcolormesh(t,f,np.log10(Sxx))#expectograma en escala logaritmica
plt.title("Espectograma en escala logaritmica con hanning")#arreglar label
plt.ylabel('Frequency [Hz]')
plt.xlabel('Time [sec]')
plt.show()


#/************hacer una triangular******************/
"""