git.gag.com Git - debian/gnuradio/blob - gnuradio-examples/python/pfb/fmtest.py

   1 #!/usr/bin/env python
   2 #
   3
   4
   5 from gnuradio import gr, eng_notation
   6 from gnuradio import blks2
   7 from gnuradio.eng_option import eng_option
   8 from optparse import OptionParser
   9 import math, time, sys, scipy, pylab
  10 from scipy import fftpack
  11
  12 class fmtx(gr.hier_block2):
  13     def __init__(self, lo_freq, audio_rate, if_rate):
  14
  15         gr.hier_block2.__init__(self, "build_fm",
  16                                 gr.io_signature(1, 1, gr.sizeof_float),      # Input signature
  17                                 gr.io_signature(1, 1, gr.sizeof_gr_complex)) # Output signature
  18
  19         fmtx = blks2.nbfm_tx (audio_rate, if_rate, max_dev=5e3, tau=75e-6)
  20
  21         # Local oscillator
  22         lo = gr.sig_source_c (if_rate,        # sample rate
  23                               gr.GR_SIN_WAVE, # waveform type
  24                               lo_freq,        #frequency
  25                               1.0,            # amplitude
  26                               0)              # DC Offset
  27         mixer = gr.multiply_cc ()
  28
  29         self.connect (self, fmtx, (mixer, 0))
  30         self.connect (lo, (mixer, 1))
  31         self.connect (mixer, self)
  32
  33 class fmtest(gr.top_block):
  34     def __init__(self):
  35         gr.top_block.__init__(self)
  36
  37         self._nsamples = 1000000
  38         self._audio_rate = 8000
  39
  40         # Set up N channels with their own baseband and IF frequencies
  41         self._N = 5
  42         chspacing = 16000
  43         freq = [10, 20, 30, 40, 50]
  44         f_lo = [0, 1*chspacing, -1*chspacing, 2*chspacing, -2*chspacing]
  45
  46         self._if_rate = 4*self._N*self._audio_rate
  47
  48         # Create a signal source and frequency modulate it
  49         self.sum = gr.add_cc ()
  50         for n in xrange(self._N):
  51             sig = gr.sig_source_f(self._audio_rate, gr.GR_SIN_WAVE, freq[n], 0.5)
  52             fm = fmtx(f_lo[n], self._audio_rate, self._if_rate)
  53             self.connect(sig, fm)
  54             self.connect(fm, (self.sum, n))
  55
  56         self.head = gr.head(gr.sizeof_gr_complex, self._nsamples)
  57         self.snk_tx = gr.vector_sink_c()
  58         self.channel = blks2.channel_model(0.1)
  59
  60         self.connect(self.sum, self.head, self.channel, self.snk_tx)
  61
  62
  63         # Design the channlizer
  64         self._M = 10
  65         bw = chspacing/2.0
  66         t_bw = chspacing/10.0
  67         self._chan_rate = self._if_rate / self._M
  68         self._taps = gr.firdes.low_pass_2(1, self._if_rate, bw, t_bw,
  69                                           attenuation_dB=100,
  70                                           window=gr.firdes.WIN_BLACKMAN_hARRIS)
  71         tpc = math.ceil(float(len(self._taps)) /  float(self._M))
  72
  73         print "Number of taps:     ", len(self._taps)
  74         print "Number of channels: ", self._M
  75         print "Taps per channel:   ", tpc
  76
  77         self.pfb = blks2.pfb_channelizer_ccf(self._M, self._taps)
  78
  79         self.connect(self.channel, self.pfb)
  80
  81         # Create a file sink for each of M output channels of the filter and connect it
  82         self.fmdet = list()
  83         self.squelch = list()
  84         self.snks = list()
  85         for i in xrange(self._M):
  86             self.fmdet.append(blks2.nbfm_rx(self._audio_rate, self._chan_rate))
  87             self.squelch.append(blks2.standard_squelch(self._audio_rate*10))
  88             self.snks.append(gr.vector_sink_f())
  89             self.connect((self.pfb, i), self.fmdet[i], self.squelch[i], self.snks[i])
  90
  91     def num_tx_channels(self):
  92         return self._N
  93
  94     def num_rx_channels(self):
  95         return self._M
  96
  97 def main():
  98
  99     fm = fmtest()
 100
 101     tstart = time.time()
 102     fm.run()
 103     tend = time.time()
 104
 105     if 1:
 106         fig1 = pylab.figure(1, figsize=(12,10), facecolor="w")
 107         fig2 = pylab.figure(2, figsize=(12,10), facecolor="w")
 108         fig3 = pylab.figure(3, figsize=(12,10), facecolor="w")
 109
 110         Ns = 10000
 111         Ne = 100000
 112
 113         fftlen = 8192
 114         winfunc = scipy.blackman
 115
 116         # Plot transmitted signal
 117         fs = fm._if_rate
 118
 119         d = fm.snk_tx.data()[Ns:Ns+Ne]
 120         sp1_f = fig1.add_subplot(2, 1, 1)
 121
 122         X,freq = sp1_f.psd(d, NFFT=fftlen, noverlap=fftlen/4, Fs=fs,
 123                            window = lambda d: d*winfunc(fftlen),
 124                            visible=False)
 125         X_in = 10.0*scipy.log10(abs(fftpack.fftshift(X)))
 126         f_in = scipy.arange(-fs/2.0, fs/2.0, fs/float(X_in.size))
 127         p1_f = sp1_f.plot(f_in, X_in, "b")
 128         sp1_f.set_xlim([min(f_in), max(f_in)+1])
 129         sp1_f.set_ylim([-120.0, 20.0])
 130
 131         sp1_f.set_title("Input Signal", weight="bold")
 132         sp1_f.set_xlabel("Frequency (Hz)")
 133         sp1_f.set_ylabel("Power (dBW)")
 134
 135         Ts = 1.0/fs
 136         Tmax = len(d)*Ts
 137
 138         t_in = scipy.arange(0, Tmax, Ts)
 139         x_in = scipy.array(d)
 140         sp1_t = fig1.add_subplot(2, 1, 2)
 141         p1_t = sp1_t.plot(t_in, x_in.real, "b-o")
 142         #p1_t = sp1_t.plot(t_in, x_in.imag, "r-o")
 143         sp1_t.set_ylim([-5, 5])
 144
 145         # Set up the number of rows and columns for plotting the subfigures
 146         Ncols = int(scipy.floor(scipy.sqrt(fm.num_rx_channels())))
 147         Nrows = int(scipy.floor(fm.num_rx_channels() / Ncols))
 148         if(fm.num_rx_channels() % Ncols != 0):
 149             Nrows += 1
 150
 151         # Plot each of the channels outputs. Frequencies on Figure 2 and
 152         # time signals on Figure 3
 153         fs_o = fm._audio_rate
 154         for i in xrange(len(fm.snks)):
 155             # remove issues with the transients at the beginning
 156             # also remove some corruption at the end of the stream
 157             #    this is a bug, probably due to the corner cases
 158             d = fm.snks[i].data()[Ns:Ne]
 159
 160             sp2_f = fig2.add_subplot(Nrows, Ncols, 1+i)
 161             X,freq = sp2_f.psd(d, NFFT=fftlen, noverlap=fftlen/4, Fs=fs_o,
 162                                window = lambda d: d*winfunc(fftlen),
 163                                visible=False)
 164             #X_o = 10.0*scipy.log10(abs(fftpack.fftshift(X)))
 165             X_o = 10.0*scipy.log10(abs(X))
 166             #f_o = scipy.arange(-fs_o/2.0, fs_o/2.0, fs_o/float(X_o.size))
 167             f_o = scipy.arange(0, fs_o/2.0, fs_o/2.0/float(X_o.size))
 168             p2_f = sp2_f.plot(f_o, X_o, "b")
 169             sp2_f.set_xlim([min(f_o), max(f_o)+0.1])
 170             sp2_f.set_ylim([-120.0, 20.0])
 171             sp2_f.grid(True)
 172
 173             sp2_f.set_title(("Channel %d" % i), weight="bold")
 174             sp2_f.set_xlabel("Frequency (kHz)")
 175             sp2_f.set_ylabel("Power (dBW)")
 176
 177
 178             Ts = 1.0/fs_o
 179             Tmax = len(d)*Ts
 180             t_o = scipy.arange(0, Tmax, Ts)
 181
 182             x_t = scipy.array(d)
 183             sp2_t = fig3.add_subplot(Nrows, Ncols, 1+i)
 184             p2_t = sp2_t.plot(t_o, x_t.real, "b")
 185             p2_t = sp2_t.plot(t_o, x_t.imag, "r")
 186             sp2_t.set_xlim([min(t_o), max(t_o)+1])
 187             sp2_t.set_ylim([-1, 1])
 188
 189             sp2_t.set_xlabel("Time (s)")
 190             sp2_t.set_ylabel("Amplitude")
 191
 192
 193         pylab.show()
 194
 195
 196 if __name__ == "__main__":
 197     main()