Morse sound file generator

The Scilab program below generates a sound file (.wav) with the morse code representing a given text.

Three modes are implemented to "smooth the envelope": none, sine and gaussian.

Related information:

Here are the resulting graphs, bandwidth analysis and sound.




NO SMOOTHINGSINEGAUSSIAN
no smoothing
Click to enlarge
Click to enlarge
Click to enlarge
Click to enlarge
Click to enlarge
Click to enlarge
Click to enlarge
Click to enlarge
Corresponding sound file

Lots of "clicks"...

Corresponding sound file

Smoother...

Corresponding sound file

Smoother...

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// Morse sound file generator
//
// Generate a .wav file playing user text in morse
//
//                  Copyright (C) 2012 Christophe DAVID (ON6ZQ)
//                    http://www.on6zq.be/Scilab/MorseSoundFileGenerator
//
//  This program is free software; you  can redistribute it and/or modify it
//  under the terms of the GNU General Public License version 2 as published
//  by the Free Software Foundation (http://www.gnu.org/licenses/gpl.html).
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
//                This program was last tested with Scilab 5.5
//                            http://www.scilab.org
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// A semicolon at the end of an instruction causes the result not to be displayed.

errclear;         // clear all errors
clear;            // kill variables
clearglobal       // kill global variables
clc;              // clear command window
tohome;           // move the cursor to the upper left corner of the Command Window
clf;              // clear or reset the current graphic figure (window) to default values


// stacksize('max'); // increase the size of this stack to the maximum.
stacksize(1e8);   //stacksize('max') does not appear to work on my system ;-(

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// text                 = "PARIS PARIS PARIS PARIS PARIS PARIS PARIS PARIS PARIS PARIS PARIS PARIS "; // 1 minute at 12 WPM
// text                 = "The Quick Brown Fox Jumps Over The Lazy Dog 1234567890";  // all alphanumerical characters
text                    ="73 de ON6ZQ";

WordsPerMinute          =    20;

OutputDirectory         ='/home/cda/test/';
ToneFrequency           =   600;// hertz
SamplingRate            =22500;// samples per second
BitDepth                =    16;// 8, 16, 24, 32 bits. number of bits each sample

EnvelopeSmoothingMethod =2// 0: none, 1: cosine, 2: Gaussian
RiseTime                =0.010// second
FallTime                =0.010// second

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

function[OutputMatrix]= TextToMorse(InputString)

   morse =[         //     ASCII values and meanings
            '',      //     1
            '',      //     2
            '',      //     3
            '',      //     4
            '',      //     5
            '',      //     6
            '',      //     7
            '',      //     8
            '',      //     9
            '',      //    10
            '',      //    11
            '',      //    12
            '',      //    13
            '',      //    14
            '',      //    15
            '',      //    16
            '',      //    17
            '',      //    18
            '',      //    19
            '',      //    20
            '',      //    21
            '',      //    22
            '',      //    23
            '',      //    24
            '',      //    25
            '',      //    26
            '',      //    27
            '',      //    28
            '',      //    29
            '',      //    30
            '',      //    31
            '',      //    32
            '',      //    33 !
            '',      //    34 "
            '',      //    35 #
            '',      //    36 $
            '',      //    37 %
            '',      //    38 &
            '',      //    39 '
            '',      //    40 (
            '',      //    41 )
            '',      //    42 *
            '',      //    43 +
            '',      //    44 ,
            '',      //    45 -
            '',      //    46 .
            '',      //    47 /
            '-----',//    48 0
            '.----',//    49 1
            '..---',//    50 2
            '...--',//    51 3
            '....-',//    52 4
            '.....',//    53 5
            '-....',//    54 6
            '--...',//    55 7
            '---..',//    56 8
            '----.',//    57 9
            '',      //    58 :
            '',      //    59 ;
            '',      //    60 <
            '',      //    61 =
            '',      //    62 >
            '',      //    63 ?
            '',      //    64 @
            '.-',    //    65 A
            '-...',  //    66 B
            '-.-.',  //    67 C
            '-..',   //    68 D
            '.',     //    69 E
            '..-.',  //    70 F
            '--.',   //    71 G
            '....',  //    72 H
            '..',    //    73 I
            '.---',  //    74 J
            '-.-',   //    75 K
            '.-..',  //    76 L
            '--',    //    77 M
            '-.',    //    78 N
            '---',   //    79 O
            '.--.',  //    80 P
            '--.-',  //    81 Q
            '.-.',   //    82 R
            '...',   //    83 S
            '-',     //    84 T
            '..-',   //    85 U
            '...-',  //    86 V
            '.--',   //    87 W
            '-..-',  //    88 X
            '-.--',  //    89 Y
            '--..',  //    90 Z
            '',      //    91 [
            '',      //    92 \
            '',      //    93 ]
            '',      //    94 ^
            '',      //    95 _
            '',      //    96 `
            '.-',    //    97 a
            '-...',  //    98 b
            '-.-.',  //    99 c
            '-..',   //   100 d
            '.',     //   101 e
            '..-.',  //   102 f
            '--.',   //   103 g
            '....',  //   104 h
            '..',    //   105 i
            '.---',  //   106 j
            '-.-',   //   107 k
            '.-..',  //   108 l
            '--',    //   109 m
            '-.',    //   110 n
            '---',   //   111 o
            '.--.',  //   112 p
            '--.-',  //   113 q
            '.-.',   //   114 r
            '...',   //   115 s
            '-',     //   116 t
            '..-',   //   117 u
            '...-',  //   118 v
            '.--',   //   119 w
            '-..-',  //   120 x
            '-.--',  //   121 y
            '--..',  //   122 z
            '',      //   123 {
            '',      //   124 |
            '',      //   125 }
            '',      //   126 ~
            '',      //   127
           ];

   OutputMatrix =[];
   M =asciimat(InputString);

   for i =1:length(M)
      // printf("\n%03d %s %s", M(i), ascii(M(i)),  morse(M(i)));
      OutputMatrix(i)= morse(M(i));
   end
endfunction

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

function f = GaussDistribution(x, mu, s)
   p1 =-.5 *((x - mu)/ s) .^ 2;
   p2 =(s *sqrt(2*%pi));
   f =exp(p1) ./ p2;
endfunction

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// http://www.kent-engineers.com/codespeed.htm
// http://www.arrl.org/files/file/Technology/x9004008.pdf

UnitsPerDit            =1;
UnitsPerDah            =3;
UnitsBetweenElements   =1;
UnitsBetweenCharacters =3;
UnitsBetweenWords      =7;

UnitDuration           =1.2/ WordsPerMinute;  // seconds

InterElements   =zeros(1,(UnitsBetweenElements   * UnitDuration * SamplingRate))
InterCharacters =zeros(1,(UnitsBetweenCharacters * UnitDuration * SamplingRate))
InterWords      =zeros(1,(UnitsBetweenWords      * UnitDuration * SamplingRate))

Dit =0:1:(UnitsPerDit * UnitDuration * SamplingRate);
Dah =0:1:(UnitsPerDah * UnitDuration * SamplingRate);

Dit = sind((Dit / SamplingRate)* ToneFrequency *360);
Dah = sind((Dah / SamplingRate)* ToneFrequency *360);


if EnvelopeSmoothingMethod >0then
   // http://www.w8ji.com/cw_bandwidth_described.htm
   // http://fermi.la.asu.edu/w9cf/articles/click/index.html

   SmoothRise =1:1:(RiseTime * SamplingRate);
   SmoothFall =(FallTime * SamplingRate):-1:1;

   select EnvelopeSmoothingMethod

      case1then
         SmoothRise = sind((SmoothRise / SamplingRate)*(1/ RiseTime)  *90);
         SmoothFall = sind((SmoothFall / SamplingRate)*(1/ FallTime)  *90);

      case2then
         mu =  RiseTime * SamplingRate;
         s  =(RiseTime * SamplingRate)/2;

         SmoothRise = GaussDistribution(SmoothRise, mu, s);
         SmoothFall = GaussDistribution(SmoothFall, mu, s);

         SmoothRise = SmoothRise *(1/max(SmoothRise));
         SmoothFall = SmoothFall *(1/max(SmoothFall));

      elseabort;
   end

   plot(SmoothRise,'g')
   plot(SmoothFall,'r')
   legend(['SmoothRise';'SmoothFall']);

   FileName =sprintf("%sMorseSoundFileGenerator_Envelope_%da.jpg", OutputDirectory, EnvelopeSmoothingMethod);
   xs2jpg(gcf(), FileName);// Export to a JPG file.

   input('Check the graphic window then press enter to continue.')
   clf;

   [_rows, _columns]=size(SmoothRise);
   Dit(1:_columns)  = Dit(1:_columns) .* SmoothRise;
   Dah(1:_columns)  = Dah(1:_columns) .* SmoothRise;

   [_rows, _columns]=size(SmoothFall);
   Dit($ - _columns +1: $)= Dit($ - _columns +1: $) .* SmoothFall;
   Dah($ - _columns +1: $)= Dah($ - _columns +1: $) .* SmoothFall;
end

plot(Dit)

FileName =sprintf("%sMorseSoundFileGenerator_Dit_%db.jpg", OutputDirectory, EnvelopeSmoothingMethod);
xs2jpg(gcf(), FileName);// Export to a JPG file.

input('Check the graphic window then press enter to continue.')
clf;

MorseText = TextToMorse(text)

[_rows, _columns]  =size(MorseText);
SoundData =[];
for i =1: _rows
   // printf("\n%s", MorseText(i));

   if MorseText(i)==''then
      SoundData =[SoundData, InterWords];
   else
      for j =1:length(MorseText(i))
          // printf("\n%03d %03d %s", i, j, part(MorseText(i), j:j));

          selectpart(MorseText(i), j:j),
             case'-'then SoundData =[SoundData, Dah],
             case'.'then SoundData =[SoundData, Dit],
             elseprintf("\nCannot send %s",part(MorseText(i), j:j));
         end
         SoundData =[SoundData, InterElements]
      end
      SoundData =[SoundData, InterCharacters]
   end
end

analyze(SoundData, ToneFrequency -300, ToneFrequency +300, SamplingRate,8192);
FileName =sprintf("%sMorseSoundFileGenerator_Analysis_%dc.jpg", OutputDirectory, EnvelopeSmoothingMethod);
xs2jpg(gcf(), FileName);// Export to a JPG file.

// wavwrite expects data arranged with one channel per column
FileName =sprintf("%sMorseSoundFileGenerator_%d.wav", OutputDirectory, EnvelopeSmoothingMethod);

wavwrite(SoundData', SamplingRate, BitDepth, FileName);

printf('Check the %s directory.', OutputDirectory)

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////