%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% SYN - Témata pro 2. cvičení:
%       Číslicové signály a tabulková syntéza
%       1. října 2025
%       Roman Čmejla
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Skript vyžaduje soubor: banjo.wav
%
                       
%% -----------------------------------------------------------
% PŘÍKLAD 2.1: Harmonické signály
%
% a) Vygenerujte a vykreslete 20 ms sinusového signálu o frekvenci 440 Hz 
%    a vzorkovací frekvenci 8 kHz.  
% b) Vygenerujte a vykreslete 4 periody sinusového signálu o frekvenci 440 Hz 
%    a vzorkovací frekvenci 8 kHz.
% c) Vygenerujte a vykreslete 25 vzorků sinusového signálu o frekvenci 440 Hz 
%    a vzorkovací frekvenci 8 kHz.  

%% -----------------------------------------------------------
% PŘÍKLAD 2.2: Generování telefonních tónů
% a) Oznamovací tón (Dial Tone):  
%    F = [425  0    425  0    ];          [Hz]  
%    T = [0.33 0.33 0.66 0.66 ];          [s]
% b) Vyzváněcí tón (Ringing Tone):  
%    F = [425  0];                        [Hz]  
%    T = [1    3];                        [s]
% c) Obsazovací tón (Intercept Tone):  
%    F = [950  0    1400 0    1800 0   ]; [Hz]  
%    T = [0.33 0.03 0.33 0.03 0.33 1.25]; [s]
% d) Zaneprázdněný tón (Busy Tone):  
%    F = [425     0];                     [Hz]  
%    T = [0.33 0.42];                     [s]

%% -----------------------------------------------------------
% PŘÍKLAD 2.3: Hudební stupnice
% a) Napište funkci `tone = note(key, duration)`, která vygeneruje harmonický signál 
%    odpovídající pozici klávesy na klaviatuře.
% b) Pomocí funkce `note.m` vygenerujte hudební stupnici.

%% -----------------------------------------------------------
% PŘÍKLAD 2.4: Tónová volba (Tone Dialing)  
% Tónová volba – DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency)
% 
% Při stisku tlačítka na telefonu se generuje signál obsahující 
% dvě frekvence podle tabulky.

% | f [Hz] | 1209 | 1336 | 1477 |  
% |--------|------|------|------|  
% | 697    | 1    | 2    | 3    |  
% | 770    | 4    | 5    | 6    |  
% | 852    | 7    | 8    | 9    |  
% | 941    | *    | 0    | #    |
% 
% Frekvence v tabulce jsou zvoleny tak, aby žádná frekvence nebyla:  
% • násobkem (harmonickou) jiné frekvence,  
% • rozdílem dvou frekvencí,  
% • součtem libovolné kombinace frekvencí.
% 
% a) Napište funkci `tones = DTMFdial(numbers)`, kde `numbers` je 
%    vstupní vektor čísel v rozsahu 1 až 12 (11 = '*' a 12 = '#'),
%    a výstupní vektor `tones` obsahuje odpovídající DTMF signály
%    (fs = 8 kHz) o délce 0.1 sekundy.  
% b) Vygenerujte, vykreslete a přehrajte DTMF signály.

%% -----------------------------------------------------------
% PŘÍKLAD 2.5: Tabulková syntéza (Wavetable Synthesis)
% 
% a) Vygenerujte jednu periodu sinusového signálu s frekvencí `f0` 
%    a převeďte ji na jednu periodu sinusového signálu s frekvencí `f1`.
% 
% b) Vygenerujte jednu periodu sinusového signálu s frekvencí `f0` 
%    a převeďte ji na signál libovolné délky s frekvencí `f1`.
% 
% c) Vygenerujte jednu periodu sinusového signálu s frekvencí `f0` 
%    a převeďte ji na signál libovolné délky s frekvencí `f1` 
%    s využitím lineární interpolace.% 

%% -----------------------------------------------------------
% PŘÍKLAD 2.6: Banjo
% Pomocí tabulkové syntézy vygenerujte zvuk banja.

%% -----------------------------------------------------------
% PŘÍKLAD 2.7: Banjo - stupnice
% Generujte zvuk banja v rozsahu tří oktáv (po půltónech).

%% -----------------------------------------------------------
% PŘÍKLAD 2.8: Blinkr
% Pomocí tabulkové syntézy vygenerujte zvuk automobilového blinkru.
% (A) „mechanický“ klik: krátká vysokofrekvenční složka + exponenciální útlum
% (B) „elektronické“ tikání: krátký trojúhelník + exponenciální obálka (jemnější)
% (C) „metronomické“ pípnutí: krátká sinusová „kapka“ 

%% -----------------------------------------------------------
% PŘÍKLAD 2.9: Couvání – pípání (bursts)
% Vygenerujte výstražné pípání pro couvání: sled pulzů (bursts).
% (A) základní opakující se pulzy (1000 Hz, 100 ms, perioda 600 ms)
% (B) urgentnější – kratší mezery, lehký stoupající chirp v pulzu

%% -----------------------------------------------------------
% PŘÍKLAD 2.10: Volnoběh motoru
% Jednoduchá wavetable syntéza s využitím funkce tabsynth
% (jedna tabulka = výdech „puf“ výfuku, rozvinutá podle f_fire)
% Výpočet zážehové frekvence (firing frequency)
% 2T: zážeh každý cyklus -> f_fire = rpm/60 * cyl
% 4T: zážeh ob-cyklus -> f_fire = rpm/60 * (cyl/2)
% 
% V tabulce je jeden výdech (puf) = okno ~30 ms (tlumený sin 80–150 Hz)
% → opakováním tabulky rychlostí f_fire vzniká zvuk motoru