"ΔΕΥΤΕΡΟ ΕΡΩΤΗΜΑ @ΚΒΑΝΤΙΣΤΗΣ"

t = np.linspace(0, 1/fm, 500) # δημιουργία άξονα χρόνου για το σήμα μας με 4 περιόδους
# όταν το σήμα τετραγωνίζεται διπλασιάζεται τόσο το πλάτος όσο και η συχνότητα οπότε κάτω έχουμε
# συχνότητα fm/2
triangle = 2*signal.sawtooth(2*np.pi*fm/2*t, 0.5) # δημιουργία τριγωνικής περιοδικής παλμοσειράς
sq_triangle = triangle * triangle # δημιουργία του τετρα΄γώνου της τριγωνικής παλμοσειράς


samples_fs1_y = 45*1 # 45 δείγματα ανα περίοδο ( επι 4 αφού έχουμε 4 περι΄όδους )
t1 = np.linspace(0, 1/fm, samples_fs1_y) # δημ. του άξονα χρόνου για την πρώτη δειγματοληψία
sq_triangle_fs1_y = signal.resample(sq_triangle,samples_fs1_y) # πρώτο δειγματοληπτημένο σήμα
A = 4
# Αν fm άρτιο n = 4 αλλίως n = 6 (κβάντιση με 4 bits και 5 bits αντίστοιχα)
if sum_am % 2 == 0:
    num=4
else:
    num=5

L = 2**num
d=(2*A)/(L) # βήματα κβάντισης

ks1=d*np.floor(sq_triangle_fs1_y/d)+d/2 #εξίσωση mid-riser κβαντιστή

def gray_code(n):
    if n <= 0:
        return []
    if n == 1:
        return ['0', '1']
    res = gray_code(n-1)
    return ['0'+s for s in res] + ['1'+s for s in res[::-1]]
g = gray_code(num)

plt.figure(figsize=(9,9)) # κβαντισμένο δειγματοληπτημένο σήμα με fs1
plt.yticks(np.arange(0.0,4.0,d),g[1:L])
plt.xlabel('Time (s)')
plt.ylabel('Δυαδικοί αριθμοί με κωδικοποίηση Gray')
plt.title('Κβαντισμένη Έξοδος')
plt.plot(t1,ks1,'g-');
plt.show()

#Υπολογισμός τυπικής απόκλισης του σφάλματος κβάντισης
#Για τα 10 πρώτα δείγματα

ks1_10s = ks1[0:10]
sq_triangle_fs1_y_10s = sq_triangle_fs1_y[0:10]
noise_10 = ks1_10s - sq_triangle_fs1_y_10s

#Τυπική Απόκλιση
st_deviation=np.var(noise_10)
st_deviation=math.sqrt(st_deviation)

print('Απόκλιση σφαλμάτων κβάντισης για τα 10 πρώτα samples: \n' ,st_deviation)

#Υπολογισμός τυπικής απόκλισης του σφάλματος κβάντισης
#Για τα 20 πρώτα δείγματα

ks1_20s = ks1[0:20]
sq_triangle_fs1_y_20s = sq_triangle_fs1_y[0:20]
noise_20 = ks1_20s - sq_triangle_fs1_y_20s

#Τυπική Απόκλιση
st_deviation=np.var(noise_20)
st_deviation=math.sqrt(st_deviation)

print('Απόκλιση σφαλμάτων κβάντισης για τα 20 πρώτα samples: \n' ,st_deviation)
SNR1 = 10*np.log10((np.var(sq_triangle_fs1_y_10s)/np.var(noise_10))) #SNR gia to (i)
print('SNR1 = %f in dB' %SNR1)

SNR2 = 10*np.log10((np.var(sq_triangle_fs1_y_20s)/np.var(noise_20))) #SNR gia to (ii)
print('SNR2 = %f in dB' %SNR2)

#BIPOLAR RZ
c=''.join(g)
bitstream=list(c)
Amplitude = sum_am

i=0
counter = 0
m=np.empty(160)
end = len(bitstream)
t = np.arange(0.0,end/1000,0.001)

for a in bitstream :
    if(a == '0'):
        m[i]=0
    else:
        counter += 1
        if(counter % 2 == 1):
            m[i] = Amplitude
        else:
            m[i] = -Amplitude

    i+=1

plt.figure(figsize=(25,10))
plt.step(t,m)
plt.xlabel('Time (s)')
plt.ylabel('V')
plt.title('Bitstream')