git.gag.com Git - debian/gnuradio/blob - gr-radio-astronomy/src/python/usrp_ra_receiver.py

   1 #!/usr/bin/env python
   2 #
   3 # Copyright 2004,2005 Free Software Foundation, Inc.
   4 #
   5 # This file is part of GNU Radio
   6 #
   7 # GNU Radio is free software; you can redistribute it and/or modify
   8 # it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9 # the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
  10 # any later version.
  11 #
  12 # GNU Radio is distributed in the hope that it will be useful,
  13 # but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 # MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15 # GNU General Public License for more details.
  16 #
  17 # You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 # along with GNU Radio; see the file COPYING.  If not, write to
  19 # the Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin Street,
  20 # Boston, MA 02110-1301, USA.
  21 #
  22
  23 from gnuradio import gr, gru
  24 from gnuradio import usrp
  25 from usrpm import usrp_dbid
  26 from gnuradio import eng_notation
  27 from gnuradio.eng_option import eng_option
  28 from gnuradio.wxgui import stdgui, ra_fftsink, ra_stripchartsink, ra_waterfallsink, form, slider
  29 from optparse import OptionParser
  30 import wx
  31 import sys
  32 import Numeric
  33 import time
  34 import FFT
  35 import ephem
  36
  37 class continuum_calibration(gr.feval_dd):
  38     def eval(self, x):
  39         str = globals()["calibration_codelet"]
  40         exec(str)
  41         return(x)
  42
  43 class app_flow_graph(stdgui.gui_flow_graph):
  44     def __init__(self, frame, panel, vbox, argv):
  45         stdgui.gui_flow_graph.__init__(self)
  46
  47         self.frame = frame
  48         self.panel = panel
  49
  50         parser = OptionParser(option_class=eng_option)
  51         parser.add_option("-R", "--rx-subdev-spec", type="subdev", default=(0, 0),
  52                           help="select USRP Rx side A or B (default=A)")
  53         parser.add_option("-d", "--decim", type="int", default=16,
  54                           help="set fgpa decimation rate to DECIM [default=%default]")
  55         parser.add_option("-f", "--freq", type="eng_float", default=None,
  56                           help="set frequency to FREQ", metavar="FREQ")
  57         parser.add_option("-a", "--avg", type="eng_float", default=1.0,
  58                 help="set spectral averaging alpha")
  59         parser.add_option("-i", "--integ", type="eng_float", default=1.0,
  60                 help="set integration time")
  61         parser.add_option("-g", "--gain", type="eng_float", default=None,
  62                           help="set gain in dB (default is midpoint)")
  63         parser.add_option("-l", "--reflevel", type="eng_float", default=30.0,
  64                           help="Set Total power reference level")
  65         parser.add_option("-y", "--division", type="eng_float", default=0.5,
  66                           help="Set Total power Y division size")
  67         parser.add_option("-e", "--longitude", type="eng_float", default=-76.02,                          help="Set Observer Longitude")
  68         parser.add_option("-c", "--latitude", type="eng_float", default=44.85,                          help="Set Observer Latitude")
  69         parser.add_option("-o", "--observing", type="eng_float", default=0.0,
  70                         help="Set observing frequency")
  71         parser.add_option("-x", "--ylabel", default="dB", help="Y axis label")
  72         parser.add_option("-z", "--divbase", type="eng_float", default=0.025, help="Y Division increment base")
  73         parser.add_option("-v", "--stripsize", type="eng_float", default=2400, help="Size of stripchart, in 2Hz samples")
  74         parser.add_option("-F", "--fft_size", type="eng_float", default=1024, help="Size of FFT")
  75
  76         parser.add_option("-N", "--decln", type="eng_float", default=999.99, help="Observing declination")
  77         parser.add_option("-X", "--prefix", default="./")
  78         parser.add_option("-M", "--fft_rate", type="eng_float", default=8.0, help="FFT Rate")
  79         parser.add_option("-A", "--calib_coeff", type="eng_float", default=1.0, help="Calibration coefficient")
  80         parser.add_option("-B", "--calib_offset", type="eng_float", default=0.0, help="Calibration coefficient")
  81         parser.add_option("-W", "--waterfall", action="store_true", default=False, help="Use Waterfall FFT display")
  82         parser.add_option("-S", "--setimode", action="store_true", default=False, help="Enable SETI processing of spectral data")
  83         parser.add_option("-K", "--setik", type="eng_float", default=1.5, help="K value for SETI analysis")
  84         parser.add_option("-T", "--setibandwidth", type="eng_float", default=12500, help="Instantaneous SETI observing bandwidth--must be divisor of 250Khz")
  85         parser.add_option("-n", "--notches", action="store_true", default=False,
  86             help="Notches appear after all other arguments")
  87         (options, args) = parser.parse_args()
  88
  89         self.notches = Numeric.zeros(64,Numeric.Float64)
  90         if len(args) != 0 and options.notches == False:
  91             parser.print_help()
  92             sys.exit(1)
  93
  94         if len(args) == 0 and options.notches != False:
  95             parser.print_help()
  96             sys.exit()
  97
  98         self.use_notches = options.notches
  99
 100         # Get notch locations
 101         j = 0
 102         for i in args:
 103             self.notches[j] = float(i)
 104             j = j+1
 105
 106         self.notch_count = j
 107
 108         self.show_debug_info = True
 109
 110         # Pick up waterfall option
 111         self.waterfall = options.waterfall
 112
 113         # SETI mode stuff
 114         self.setimode = options.setimode
 115         self.seticounter = 0
 116         self.setik = options.setik
 117         # Because we force the input rate to be 250Khz, 12.5Khz is
 118         #  exactly 1/20th of this, which makes building decimators
 119         #  easier.
 120         # This also allows larger FFTs to be used without totally-gobbling
 121         #  CPU.  With an FFT size of 16384, for example, this bandwidth
 122         #  yields a binwidth of 0.762Hz, and plenty of CPU left over
 123         #  for other things, like the SETI analysis code.
 124         #
 125         self.seti_fft_bandwidth = int(options.setibandwidth)
 126
 127         # Calculate binwidth
 128         binwidth = self.seti_fft_bandwidth / options.fft_size
 129
 130         # Use binwidth, and knowledge of likely chirp rates to set reasonable
 131         #  values for SETI analysis code.   We assume that SETI signals will
 132         #  chirp at somewhere between 0.10Hz/sec and 0.25Hz/sec.
 133         #
 134         # upper_limit is the "worst case"--that is, the case for which we have
 135         #  wait the longest to actually see any drift, due to the quantizing
 136         #  on FFT bins.
 137         upper_limit = binwidth / 0.10
 138         self.setitimer = int(upper_limit * 2.00)
 139         self.scanning = True
 140
 141         # Calculate the CHIRP values based on Hz/sec
 142         self.CHIRP_LOWER = 0.10 * self.setitimer
 143         self.CHIRP_UPPER = 0.25 * self.setitimer
 144
 145         # Reset hit counter to 0
 146         self.hitcounter = 0
 147         # We scan through 1Mhz of bandwidth around the chosen center freq
 148         self.seti_freq_range = 1.0e6
 149         # Calculate lower edge
 150         self.setifreq_lower = options.freq - (self.seti_freq_range/2)
 151         self.setifreq_current = options.freq
 152         # Calculate upper edge
 153         self.setifreq_upper = options.freq + (self.seti_freq_range/2)
 154
 155         # We change center frequencies every 10 self.setitimer intervals
 156         self.setifreq_timer = self.setitimer * 10
 157
 158         # Create actual timer
 159         self.seti_then = time.time()
 160
 161         # The hits recording array
 162         self.nhits = 10
 163         self.nhitlines = 3
 164         self.hits_array = Numeric.zeros((self.nhits,self.nhitlines), Numeric.Float64)
 165         self.hit_intensities = Numeric.zeros((self.nhits,self.nhitlines), Numeric.Float64)
 166         # Calibration coefficient and offset
 167         self.calib_coeff = options.calib_coeff
 168         self.calib_offset = options.calib_offset
 169         if self.calib_offset < -750:
 170             self.calib_offset = -750
 171         if self.calib_offset > 750:
 172             self.calib_offset = 750
 173
 174         if self.calib_coeff < 1:
 175             self.calib_offset = 1
 176         if self.calib_coeff > 100:
 177             self.calib_offset = 100
 178
 179         self.integ = options.integ
 180         self.avg_alpha = options.avg
 181         self.gain = options.gain
 182         self.decln = options.decln
 183
 184         # Set initial values for datalogging timed-output
 185         self.continuum_then = time.time()
 186         self.spectral_then = time.time()
 187
 188         # build the graph
 189
 190         #
 191         # If SETI mode, we always run at maximum USRP decimation
 192         #
 193         if (self.setimode):
 194             options.decim = 256
 195
 196         self.u = usrp.source_c(decim_rate=options.decim)
 197         self.u.set_mux(usrp.determine_rx_mux_value(self.u, options.rx_subdev_spec))
 198         # Set initial declination
 199         self.decln = options.decln
 200
 201         # determine the daughterboard subdevice we're using
 202         self.subdev = usrp.selected_subdev(self.u, options.rx_subdev_spec)
 203         self.cardtype = self.subdev.dbid()
 204
 205         input_rate = self.u.adc_freq() / self.u.decim_rate()
 206
 207         #
 208         # Set prefix for data files
 209         #
 210         self.prefix = options.prefix
 211
 212         #
 213         # The lower this number, the fewer sample frames are dropped
 214         #  in computing the FFT.  A sampled approach is taken to
 215         #  computing the FFT of the incoming data, which reduces
 216         #  sensitivity.  Increasing sensitivity inreases CPU loading.
 217         #
 218         self.fft_rate = options.fft_rate
 219
 220         self.fft_size = int(options.fft_size)
 221
 222         # This buffer is used to remember the most-recent FFT display
 223         #   values.  Used later by self.write_spectral_data() to write
 224         #   spectral data to datalogging files, and by the SETI analysis
 225         #   function.
 226         #
 227         self.fft_outbuf = Numeric.zeros(self.fft_size, Numeric.Float64)
 228
 229         #
 230         # If SETI mode, only look at seti_fft_bandwidth (currently 12.5Khz)
 231         #   at a time.
 232         #
 233         if (self.setimode):
 234             self.fft_input_rate = self.seti_fft_bandwidth
 235
 236             #
 237             # Build a decimating bandpass filter
 238             #
 239             self.fft_input_taps = gr.firdes.complex_band_pass (1.0,
 240                input_rate,
 241                -(int(self.fft_input_rate/2)), int(self.fft_input_rate/2), 200,
 242                gr.firdes.WIN_HAMMING, 0)
 243
 244             #
 245             # Compute required decimation factor
 246             #
 247             decimation = int(input_rate/self.fft_input_rate)
 248             self.fft_bandpass = gr.fir_filter_ccc (decimation,
 249                 self.fft_input_taps)
 250         else:
 251             self.fft_input_rate = input_rate
 252
 253         # Set up FFT display
 254         if self.waterfall == False:
 255            self.scope = ra_fftsink.ra_fft_sink_c (self, panel,
 256                fft_size=int(self.fft_size), sample_rate=self.fft_input_rate,
 257                fft_rate=int(self.fft_rate), title="Spectral",
 258                ofunc=self.fft_outfunc, xydfunc=self.xydfunc)
 259         else:
 260             self.scope = ra_waterfallsink.ra_waterfallsink_c (self, panel,
 261                 fft_size=int(self.fft_size), sample_rate=self.fft_input_rate,
 262                 fft_rate=int(self.fft_rate), title="Spectral", ofunc=self.fft_outfunc, xydfunc=self.xydfunc_waterfall)
 263
 264         # Set up ephemeris data
 265         self.locality = ephem.Observer()
 266         self.locality.long = str(options.longitude)
 267         self.locality.lat = str(options.latitude)
 268         # We make notes about Sunset/Sunrise in Continuum log files
 269         self.sun = ephem.Sun()
 270         self.sunstate = "??"
 271
 272         # Set up stripchart display
 273         self.stripsize = int(options.stripsize)
 274         if self.setimode == False:
 275             self.chart = ra_stripchartsink.stripchart_sink_f (self, panel,
 276                 stripsize=self.stripsize,
 277                 title="Continuum",
 278                 xlabel="LMST Offset (Seconds)",
 279                 scaling=1.0, ylabel=options.ylabel,
 280                 divbase=options.divbase)
 281
 282         # Set center frequency
 283         self.centerfreq = options.freq
 284
 285         # Set observing frequency (might be different from actual programmed
 286         #    RF frequency)
 287         if options.observing == 0.0:
 288             self.observing = options.freq
 289         else:
 290             self.observing = options.observing
 291
 292         self.bw = input_rate
 293
 294         # We setup the first two integrators to produce a fixed integration
 295         # Down to 1Hz, with output at 1 samples/sec
 296         N = input_rate/5000
 297
 298         # Second stage runs on decimated output of first
 299         M = (input_rate/N)
 300
 301         # Create taps for first integrator
 302         t = range(0,N-1)
 303         tapsN = []
 304         for i in t:
 305              tapsN.append(1.0/N)
 306
 307         # Create taps for second integrator
 308         t = range(0,M-1)
 309         tapsM = []
 310         for i in t:
 311             tapsM.append(1.0/M)
 312
 313         #
 314         # The 3rd integrator is variable, and user selectable at runtime
 315         # This integrator doesn't decimate, but is used to set the
 316         #  final integration time based on the constant 1Hz input samples
 317         # The strip chart is fed at a constant 1Hz rate as a result
 318         #
 319
 320         #
 321         # Call constructors for receive chains
 322         #
 323
 324         if self.setimode == False:
 325             # The three integrators--two FIR filters, and an IIR final filter
 326             self.integrator1 = gr.fir_filter_fff (N, tapsN)
 327             self.integrator2 = gr.fir_filter_fff (M, tapsM)
 328             self.integrator3 = gr.single_pole_iir_filter_ff(1.0)
 329
 330             # The detector
 331             self.detector = gr.complex_to_mag_squared()
 332
 333
 334             # Signal probe
 335             self.probe = gr.probe_signal_f();
 336
 337             #
 338             # Continuum calibration stuff
 339             #
 340             self.cal_mult = gr.multiply_const_ff(self.calib_coeff/100.0);
 341             self.cal_offs = gr.add_const_ff(self.calib_offset*4000);
 342
 343             if self.use_notches == True:
 344                 self.compute_notch_taps(self.notches)
 345                 self.notch_filt = gr.fft_filter_ccc(1, self.notch_taps)
 346
 347         #
 348         # Start connecting configured modules in the receive chain
 349         #
 350
 351         # The scope--handle SETI mode
 352         if (self.setimode == False):
 353             if (self.use_notches == True):
 354                 self.connect(self.u, self.notch_filt, self.scope)
 355             else:
 356                 self.connect(self.u, self.scope)
 357         else:
 358             if (self.use_notches == True):
 359                 self.connect(self.u, self.notch_filt,
 360                     self.fft_bandpass, self.scope)
 361             else:
 362                 self.connect(self.u, self.fft_bandpass, self.scope)
 363
 364         if self.setimode == False:
 365             if (self.use_notches == True):
 366                 self.connect(self.notch_filt, self.detector,
 367                     self.integrator1, self.integrator2,
 368                     self.integrator3, self.cal_mult, self.cal_offs, self.chart)
 369             else:
 370                 self.connect(self.u, self.detector,
 371                     self.integrator1, self.integrator2,
 372                     self.integrator3, self.cal_mult, self.cal_offs, self.chart)
 373
 374             #  current instantaneous integrated detector value
 375             self.connect(self.cal_offs, self.probe)
 376
 377         self._build_gui(vbox)
 378
 379         # Make GUI agree with command-line
 380         self.integ = options.integ
 381         if self.setimode == False:
 382             self.myform['integration'].set_value(int(options.integ))
 383             self.myform['offset'].set_value(self.calib_offset)
 384             self.myform['dcgain'].set_value(self.calib_coeff)
 385         self.myform['average'].set_value(int(options.avg))
 386
 387
 388         if self.setimode == False:
 389             # Make integrator agree with command line
 390             self.set_integration(int(options.integ))
 391
 392         self.avg_alpha = options.avg
 393
 394         # Make spectral averager agree with command line
 395         if options.avg != 1.0:
 396             self.scope.set_avg_alpha(float(1.0/options.avg))
 397             self.scope.set_average(True)
 398
 399         if self.setimode == False:
 400             # Set division size
 401             self.chart.set_y_per_div(options.division)
 402             # Set reference(MAX) level
 403             self.chart.set_ref_level(options.reflevel)
 404
 405         # set initial values
 406
 407         if options.gain is None:
 408             # if no gain was specified, use the mid-point in dB
 409             g = self.subdev.gain_range()
 410             options.gain = float(g[0]+g[1])/2
 411
 412         if options.freq is None:
 413             # if no freq was specified, use the mid-point
 414             r = self.subdev.freq_range()
 415             options.freq = float(r[0]+r[1])/2
 416
 417         # Set the initial gain control
 418         self.set_gain(options.gain)
 419
 420         if not(self.set_freq(options.freq)):
 421             self._set_status_msg("Failed to set initial frequency")
 422
 423         # Set declination
 424         self.set_decln (self.decln)
 425
 426
 427         # RF hardware information
 428         self.myform['decim'].set_value(self.u.decim_rate())
 429         self.myform['fs@usb'].set_value(self.u.adc_freq() / self.u.decim_rate())
 430         self.myform['dbname'].set_value(self.subdev.name())
 431
 432         # Set analog baseband filtering, if DBS_RX
 433         if self.cardtype in (usrp_dbid.DBS_RX, usrp_dbid.DBS_RX_REV_2_1):
 434             lbw = (self.u.adc_freq() / self.u.decim_rate()) / 2
 435             if lbw < 1.0e6:
 436                 lbw = 1.0e6
 437             self.subdev.set_bw(lbw)
 438
 439         # Start the timer for the LMST display and datalogging
 440         self.lmst_timer.Start(1000)
 441
 442
 443     def _set_status_msg(self, msg):
 444         self.frame.GetStatusBar().SetStatusText(msg, 0)
 445
 446     def _build_gui(self, vbox):
 447
 448         def _form_set_freq(kv):
 449             # Adjust current SETI frequency, and limits
 450             self.setifreq_lower = kv['freq'] - (self.seti_freq_range/2)
 451             self.setifreq_current = kv['freq']
 452             self.setifreq_upper = kv['freq'] + (self.seti_freq_range/2)
 453
 454             # Reset SETI analysis timer
 455             self.seti_then = time.time()
 456             # Zero-out hits array when changing frequency
 457             self.hits_array[:,:] = 0.0
 458             self.hit_intensities[:,:] = -60.0
 459
 460             return self.set_freq(kv['freq'])
 461
 462         def _form_set_decln(kv):
 463             return self.set_decln(kv['decln'])
 464
 465         # Position the FFT display
 466         vbox.Add(self.scope.win, 15, wx.EXPAND)
 467
 468         if self.setimode == False:
 469             # Position the Total-power stripchart
 470             vbox.Add(self.chart.win, 15, wx.EXPAND)
 471
 472         # add control area at the bottom
 473         self.myform = myform = form.form()
 474         hbox = wx.BoxSizer(wx.HORIZONTAL)
 475         hbox.Add((7,0), 0, wx.EXPAND)
 476         vbox1 = wx.BoxSizer(wx.VERTICAL)
 477         myform['freq'] = form.float_field(
 478             parent=self.panel, sizer=vbox1, label="Center freq", weight=1,
 479             callback=myform.check_input_and_call(_form_set_freq, self._set_status_msg))
 480
 481         vbox1.Add((4,0), 0, 0)
 482
 483         myform['lmst_high'] = form.static_text_field(
 484             parent=self.panel, sizer=vbox1, label="Current LMST", weight=1)
 485         vbox1.Add((4,0), 0, 0)
 486
 487         myform['spec_data'] = form.static_text_field(
 488             parent=self.panel, sizer=vbox1, label="Spectral Cursor", weight=1)
 489         vbox1.Add((4,0), 0, 0)
 490
 491         vbox2 = wx.BoxSizer(wx.VERTICAL)
 492         if self.setimode == False:
 493             vbox3 = wx.BoxSizer(wx.VERTICAL)
 494         g = self.subdev.gain_range()
 495         myform['gain'] = form.slider_field(parent=self.panel, sizer=vbox2, label="RF Gain",
 496                                            weight=1,
 497                                            min=int(g[0]), max=int(g[1]),
 498                                            callback=self.set_gain)
 499
 500         vbox2.Add((4,0), 0, 0)
 501         myform['average'] = form.slider_field(parent=self.panel, sizer=vbox2,
 502                     label="Spectral Averaging (FFT frames)", weight=1, min=1, max=3000, callback=self.set_averaging)
 503
 504         # Set up scan control button when in SETI mode
 505         if (self.setimode == True):
 506                 # SETI scanning control
 507                 buttonbox = wx.BoxSizer(wx.HORIZONTAL)
 508                 self.scan_control = form.button_with_callback(self.panel,
 509                       label="Scan: On ",
 510                       callback=self.toggle_scanning)
 511
 512                 buttonbox.Add(self.scan_control, 0, wx.CENTER)
 513                 vbox2.Add(buttonbox, 0, wx.CENTER)
 514
 515         vbox2.Add((4,0), 0, 0)
 516
 517         if self.setimode == False:
 518             myform['integration'] = form.slider_field(parent=self.panel, sizer=vbox2,
 519                    label="Continuum Integration Time (sec)", weight=1, min=1, max=180, callback=self.set_integration)
 520
 521             vbox2.Add((4,0), 0, 0)
 522
 523         myform['decln'] = form.float_field(
 524             parent=self.panel, sizer=vbox2, label="Current Declination", weight=1,
 525             callback=myform.check_input_and_call(_form_set_decln))
 526         vbox2.Add((4,0), 0, 0)
 527
 528         if self.setimode == False:
 529             myform['offset'] = form.slider_field(parent=self.panel, sizer=vbox3,
 530                 label="Post-Detector Offset", weight=1, min=-750, max=750,
 531                 callback=self.set_pd_offset)
 532             vbox3.Add((2,0), 0, 0)
 533             myform['dcgain'] = form.slider_field(parent=self.panel, sizer=vbox3,
 534                 label="Post-Detector Gain", weight=1, min=1, max=100,
 535                 callback=self.set_pd_gain)
 536             vbox3.Add((2,0), 0, 0)
 537         hbox.Add(vbox1, 0, 0)
 538         hbox.Add(vbox2, wx.ALIGN_RIGHT, 0)
 539
 540         if self.setimode == False:
 541             hbox.Add(vbox3, wx.ALIGN_RIGHT, 0)
 542
 543         vbox.Add(hbox, 0, wx.EXPAND)
 544
 545         self._build_subpanel(vbox)
 546
 547         self.lmst_timer = wx.PyTimer(self.lmst_timeout)
 548         #self.lmst_timeout()
 549
 550
 551     def _build_subpanel(self, vbox_arg):
 552         # build a secondary information panel (sometimes hidden)
 553
 554         # FIXME figure out how to have this be a subpanel that is always
 555         # created, but has its visibility controlled by foo.Show(True/False)
 556
 557         if not(self.show_debug_info):
 558             return
 559
 560         panel = self.panel
 561         vbox = vbox_arg
 562         myform = self.myform
 563
 564         #panel = wx.Panel(self.panel, -1)
 565         #vbox = wx.BoxSizer(wx.VERTICAL)
 566
 567         hbox = wx.BoxSizer(wx.HORIZONTAL)
 568         hbox.Add((5,0), 0)
 569         myform['decim'] = form.static_float_field(
 570             parent=panel, sizer=hbox, label="Decim")
 571
 572         hbox.Add((5,0), 1)
 573         myform['fs@usb'] = form.static_float_field(
 574             parent=panel, sizer=hbox, label="Fs@USB")
 575
 576         hbox.Add((5,0), 1)
 577         myform['dbname'] = form.static_text_field(
 578             parent=panel, sizer=hbox)
 579
 580         hbox.Add((5,0), 1)
 581         myform['baseband'] = form.static_float_field(
 582             parent=panel, sizer=hbox, label="Analog BB")
 583
 584         hbox.Add((5,0), 1)
 585         myform['ddc'] = form.static_float_field(
 586             parent=panel, sizer=hbox, label="DDC")
 587
 588         hbox.Add((5,0), 0)
 589         vbox.Add(hbox, 0, wx.EXPAND)
 590
 591
 592
 593     def set_freq(self, target_freq):
 594         """
 595         Set the center frequency we're interested in.
 596
 597         @param target_freq: frequency in Hz
 598         @rypte: bool
 599
 600         Tuning is a two step process.  First we ask the front-end to
 601         tune as close to the desired frequency as it can.  Then we use
 602         the result of that operation and our target_frequency to
 603         determine the value for the digital down converter.
 604         """
 605         #
 606         # Everything except BASIC_RX should support usrp.tune()
 607         #
 608         if not (self.cardtype == usrp_dbid.BASIC_RX):
 609             r = usrp.tune(self.u, 0, self.subdev, target_freq)
 610         else:
 611             r = self.u.set_rx_freq(0, target_freq)
 612             f = self.u.rx_freq(0)
 613             if abs(f-target_freq) > 2.0e3:
 614                 r = 0
 615         if r:
 616             self.myform['freq'].set_value(target_freq)     # update displayed value
 617             #
 618             # Make sure calibrator knows our target freq
 619             #
 620
 621             # Remember centerfreq---used for doppler calcs
 622             delta = self.centerfreq - target_freq
 623             self.centerfreq = target_freq
 624             self.observing -= delta
 625             self.scope.set_baseband_freq (self.observing)
 626
 627             self.myform['baseband'].set_value(r.baseband_freq)
 628             self.myform['ddc'].set_value(r.dxc_freq)
 629
 630             if self.use_notches == True:
 631                 self.compute_notch_taps(self.notches)
 632                 self.notch_filt.set_taps(self.notch_taps)
 633
 634             return True
 635
 636         return False
 637
 638     def set_decln(self, dec):
 639         self.decln = dec
 640         self.myform['decln'].set_value(dec)     # update displayed value
 641
 642     def set_gain(self, gain):
 643         self.myform['gain'].set_value(gain)     # update displayed value
 644         self.subdev.set_gain(gain)
 645         self.gain = gain
 646
 647     def set_averaging(self, avval):
 648         self.myform['average'].set_value(avval)
 649         self.scope.set_avg_alpha(1.0/(avval))
 650         self.scope.set_average(True)
 651         self.avg_alpha = avval
 652
 653     def set_integration(self, integval):
 654         if self.setimode == False:
 655             self.integrator3.set_taps(1.0/integval)
 656         self.myform['integration'].set_value(integval)
 657         self.integ = integval
 658
 659     #
 660     # Timeout function
 661     # Used to update LMST display, as well as current
 662     #  continuum value
 663     #
 664     # We also write external data-logging files here
 665     #
 666     def lmst_timeout(self):
 667          self.locality.date = ephem.now()
 668          if self.setimode == False:
 669              x = self.probe.level()
 670          sidtime = self.locality.sidereal_time()
 671          # LMST
 672          s = str(ephem.hours(sidtime)) + " " + self.sunstate
 673          # Continuum detector value
 674          if self.setimode == False:
 675              sx = "%7.4f" % x
 676              s = s + "\nDet: " + str(sx)
 677          else:
 678              sx = "%2d" % self.hitcounter
 679              sy = "%3.1f-%3.1f" % (self.CHIRP_LOWER, self.CHIRP_UPPER)
 680              s = s + "\nHits: " + str(sx) + "\nCh lim: " + str(sy)
 681          self.myform['lmst_high'].set_value(s)
 682
 683          #
 684          # Write data out to recording files
 685          #
 686          if self.setimode == False:
 687              self.write_continuum_data(x,sidtime)
 688              self.write_spectral_data(self.fft_outbuf,sidtime)
 689
 690          else:
 691              self.seti_analysis(self.fft_outbuf,sidtime)
 692              now = time.time()
 693              if ((self.scanning == True) and ((now - self.seti_then) > self.setifreq_timer)):
 694                  self.seti_then = now
 695                  self.setifreq_current = self.setifreq_current + self.fft_input_rate
 696                  if (self.setifreq_current > self.setifreq_upper):
 697                      self.setifreq_current = self.setifreq_lower
 698                  self.set_freq(self.setifreq_current)
 699                  # Make sure we zero-out the hits array when changing
 700                  #   frequency.
 701                  self.hits_array[:,:] = 0.0
 702                  self.hit_intensities[:,:] = 0.0
 703
 704     def fft_outfunc(self,data,l):
 705         self.fft_outbuf=data
 706
 707     def write_continuum_data(self,data,sidtime):
 708
 709         # Create localtime structure for producing filename
 710         foo = time.localtime()
 711         pfx = self.prefix
 712         filenamestr = "%s/%04d%02d%02d%02d" % (pfx, foo.tm_year,
 713            foo.tm_mon, foo.tm_mday, foo.tm_hour)
 714
 715         # Open the data file, appending
 716         continuum_file = open (filenamestr+".tpdat","a")
 717
 718         flt = "%6.3f" % data
 719         inter = self.decln
 720         integ = self.integ
 721         fc = self.observing
 722         fc = fc / 1000000
 723         bw = self.bw
 724         bw = bw / 1000000
 725         ga = self.gain
 726
 727         now = time.time()
 728
 729         #
 730         # If time to write full header info (saves storage this way)
 731         #
 732         if (now - self.continuum_then > 20):
 733             self.sun.compute(self.locality)
 734             enow = ephem.now()
 735             sun_insky = "Down"
 736             self.sunstate = "Dn"
 737             if ((self.sun.rise_time < enow) and (enow < self.sun.set_time)):
 738                sun_insky = "Up"
 739                self.sunstate = "Up"
 740             self.continuum_then = now
 741
 742             continuum_file.write(str(ephem.hours(sidtime))+" "+flt+" Dn="+str(inter)+",")
 743             continuum_file.write("Ti="+str(integ)+",Fc="+str(fc)+",Bw="+str(bw))
 744             continuum_file.write(",Ga="+str(ga)+",Sun="+str(sun_insky)+"\n")
 745         else:
 746             continuum_file.write(str(ephem.hours(sidtime))+" "+flt+"\n")
 747
 748         continuum_file.close()
 749         return(data)
 750
 751     def write_spectral_data(self,data,sidtime):
 752
 753         now = time.time()
 754         delta = 10
 755
 756         # If time to write out spectral data
 757         # We don't write this out every time, in order to
 758         #   save disk space.  Since the spectral data are
 759         #   typically heavily averaged, writing this data
 760         #   "once in a while" is OK.
 761         #
 762         if (now - self.spectral_then >= delta):
 763             self.spectral_then = now
 764
 765             # Get localtime structure to make filename from
 766             foo = time.localtime()
 767
 768             pfx = self.prefix
 769             filenamestr = "%s/%04d%02d%02d%02d" % (pfx, foo.tm_year,
 770                foo.tm_mon, foo.tm_mday, foo.tm_hour)
 771
 772             # Open the file
 773             spectral_file = open (filenamestr+".sdat","a")
 774
 775             # Setup data fields to be written
 776             r = data
 777             inter = self.decln
 778             fc = self.observing
 779             fc = fc / 1000000
 780             bw = self.bw
 781             bw = bw / 1000000
 782             av = self.avg_alpha
 783
 784             # Write those fields
 785             spectral_file.write("data:"+str(ephem.hours(sidtime))+" Dn="+str(inter)+",Fc="+str(fc)+",Bw="+str(bw)+",Av="+str(av))
 786             spectral_file.write(" "+str(r)+"\n")
 787             spectral_file.close()
 788             return(data)
 789
 790         return(data)
 791
 792     def seti_analysis(self,fftbuf,sidtime):
 793         l = len(fftbuf)
 794         x = 0
 795         hits = []
 796         hit_intensities = []
 797         if self.seticounter < self.setitimer:
 798             self.seticounter = self.seticounter + 1
 799             return
 800         else:
 801             self.seticounter = 0
 802
 803         # Run through FFT output buffer, computing standard deviation (Sigma)
 804         avg = 0
 805         # First compute average
 806         for i in range(0,l):
 807             avg = avg + fftbuf[i]
 808         avg = avg / l
 809
 810         sigma = 0.0
 811         # Then compute standard deviation (Sigma)
 812         for i in range(0,l):
 813             d = fftbuf[i] - avg
 814             sigma = sigma + (d*d)
 815
 816         sigma = Numeric.sqrt(sigma/l)
 817
 818         #
 819         # Snarfle through the FFT output buffer again, looking for
 820         #    outlying data points
 821
 822         start_f = self.observing - (self.fft_input_rate/2)
 823         current_f = start_f
 824         f_incr = self.fft_input_rate / l
 825         l = len(fftbuf)
 826         hit = -1
 827
 828         # -nyquist to DC
 829         for i in range(l/2,l):
 830             #
 831             # If current FFT buffer has an item that exceeds the specified
 832             #  sigma
 833             #
 834             if ((fftbuf[i] - avg) > (self.setik * sigma)):
 835                 hits.append(current_f)
 836                 hit_intensities.append(fftbuf[i])
 837             current_f = current_f + f_incr
 838
 839         # DC to nyquist
 840         for i in range(0,l/2):
 841             #
 842             # If current FFT buffer has an item that exceeds the specified
 843             #  sigma
 844             #
 845             if ((fftbuf[i] - avg) > (self.setik * sigma)):
 846                 hits.append(current_f)
 847                 hit_intensities.append(fftbuf[i])
 848             current_f = current_f + f_incr
 849
 850         # No hits
 851         if (len(hits) <= 0):
 852             return
 853
 854         #
 855         # OK, so we have some hits in the FFT buffer
 856         #   They'll have a rather substantial gauntlet to run before
 857         #   being declared a real "hit"
 858         #
 859
 860         # Weed out buffers with an excessive number of strong signals
 861         if (len(hits) > self.nhits):
 862             return
 863
 864         # Weed out FFT buffers with apparent multiple narrowband signals
 865         #   separated significantly in frequency.  This means that a
 866         #   single signal spanning multiple bins is OK, but a buffer that
 867         #   has multiple, apparently-separate, signals isn't OK.
 868         #
 869         last = hits[0]
 870         for i in range(1,len(hits)):
 871             if ((hits[i] - last) > (f_incr*2.0)):
 872                 return
 873             last = hits[i]
 874
 875         #
 876         # Run through all three hit buffers, computing difference between
 877         #   frequencies found there, if they're all within the chirp limits
 878         #   declare a good hit
 879         #
 880         good_hit = 0
 881         good_hit = False
 882         for i in range(0,min(len(hits),len(self.hits_array[:,0]))):
 883             f_d1 = abs(self.hits_array[i,0] - hits[i])
 884             f_d2 = abs(self.hits_array[i,1] - self.hits_array[i,0])
 885             f_d3 = abs(self.hits_array[i,2] - self.hits_array[i,1])
 886             if (self.seti_isahit ([f_d1, f_d2, f_d3])):
 887                 good_hit = True
 888                 self.hitcounter = self.hitcounter + 1
 889                 break
 890
 891
 892         # Save 'n shuffle hits
 893         for i in range(self.nhitlines,1):
 894             self.hits_array[:,i] = self.hits_array[:,i-1]
 895             self.hit_intensities[:,i] = self.hit_intensities[:,i-1]
 896
 897         for i in range(0,len(hits)):
 898             self.hits_array[i,0] = hits[i]
 899             self.hit_intensities[i,0] = hit_intensities[i]
 900
 901         # Finally, write the hits/intensities buffer
 902         if (good_hit):
 903             self.write_hits(sidtime)
 904
 905         return
 906
 907     def seti_isahit(self,fdiffs):
 908         truecount = 0
 909
 910         for i in range(0,len(fdiffs)):
 911             if (fdiffs[i] >= self.CHIRP_LOWER and fdiffs[i] <= self.CHIRP_UPPER):
 912                 truecount = truecount + 1
 913
 914         if truecount == len(fdiffs):
 915             return (True)
 916         else:
 917             return (False)
 918
 919     def write_hits(self,sidtime):
 920         # Create localtime structure for producing filename
 921         foo = time.localtime()
 922         pfx = self.prefix
 923         filenamestr = "%s/%04d%02d%02d%02d" % (pfx, foo.tm_year,
 924            foo.tm_mon, foo.tm_mday, foo.tm_hour)
 925
 926         # Open the data file, appending
 927         hits_file = open (filenamestr+".seti","a")
 928
 929         # Write sidtime first
 930         hits_file.write(str(ephem.hours(sidtime))+" "+str(self.decln)+" ")
 931
 932         #
 933         # Then write the hits/hit intensities buffers with enough
 934         #   "syntax" to allow parsing by external (not yet written!)
 935         #   "stuff".
 936         #
 937         for i in range(0,self.nhitlines):
 938             hits_file.write(" ")
 939             for j in range(0,self.nhits):
 940                 hits_file.write(str(self.hits_array[j,i])+":")
 941                 hits_file.write(str(self.hit_intensities[j,i])+",")
 942         hits_file.write("\n")
 943         hits_file.close()
 944         return
 945
 946     def xydfunc(self,xyv):
 947         magn = int(Numeric.log10(self.observing))
 948         if (magn == 6 or magn == 7 or magn == 8):
 949             magn = 6
 950         dfreq = xyv[0] * pow(10.0,magn)
 951         ratio = self.observing / dfreq
 952         vs = 1.0 - ratio
 953         vs *= 299792.0
 954         if magn >= 9:
 955            xhz = "Ghz"
 956         elif magn >= 6:
 957            xhz = "Mhz"
 958         elif magn <= 5:
 959            xhz =  "Khz"
 960         s = "%.6f%s\n%.3fdB" % (xyv[0], xhz, xyv[1])
 961         s2 = "\n%.3fkm/s" % vs
 962         self.myform['spec_data'].set_value(s+s2)
 963
 964     def xydfunc_waterfall(self,pos):
 965         lower = self.observing - (self.seti_fft_bandwidth / 2)
 966         upper = self.observing + (self.seti_fft_bandwidth / 2)
 967         binwidth = self.seti_fft_bandwidth / 1024
 968         s = "%.6fMHz" % ((lower + (pos.x*binwidth)) / 1.0e6)
 969         self.myform['spec_data'].set_value(s)
 970
 971     def toggle_cal(self):
 972         if (self.calstate == True):
 973           self.calstate = False
 974           self.u.write_io(0,0,(1<<15))
 975           self.calibrator.SetLabel("Calibration Source: Off")
 976         else:
 977           self.calstate = True
 978           self.u.write_io(0,(1<<15),(1<<15))
 979           self.calibrator.SetLabel("Calibration Source: On")
 980
 981     def toggle_annotation(self):
 982         if (self.annotate_state == True):
 983           self.annotate_state = False
 984           self.annotation.SetLabel("Annotation: Off")
 985         else:
 986           self.annotate_state = True
 987           self.annotation.SetLabel("Annotation: On")
 988     #
 989     # Turn scanning on/off
 990     # Called-back by "Recording" button
 991     #
 992     def toggle_scanning(self):
 993         # Current scanning?  Flip state
 994         if (self.scanning == True):
 995           self.scanning = False
 996           self.scan_control.SetLabel("Scan: Off")
 997         # Not scanning
 998         else:
 999           self.scanning = True
1000           self.scan_control.SetLabel("Scan: On ")
1001
1002     def set_pd_offset(self,offs):
1003          self.myform['offset'].set_value(offs)
1004          self.calib_offset=offs
1005          self.cal_offs.set_k(offs*4000)
1006
1007     def set_pd_gain(self,gain):
1008          self.myform['dcgain'].set_value(gain)
1009          self.cal_mult.set_k(gain*0.01)
1010          self.calib_coeff = gain
1011
1012     def compute_notch_taps(self,notchlist):
1013          NOTCH_TAPS = 256
1014          tmptaps = Numeric.zeros(NOTCH_TAPS,Numeric.Complex64)
1015          binwidth = self.bw / NOTCH_TAPS
1016
1017          for i in range(0,NOTCH_TAPS):
1018              tmptaps[i] = complex(1.0,0.0)
1019
1020          for i in notchlist:
1021              diff = i - self.observing
1022              if i == 0:
1023                  break
1024              if (diff > 0):
1025                  idx = diff / binwidth
1026                  idx = int(idx)
1027                  if (idx < 0 or idx > (NOTCH_TAPS/2)):
1028                      break
1029                  tmptaps[idx] = complex(0.0, 0.0)
1030
1031              if (diff < 0):
1032                  idx = -diff / binwidth
1033                  idx = (NOTCH_TAPS/2) - idx
1034                  idx = int(idx+(NOTCH_TAPS/2))
1035                  if (idx < 0 or idx > (NOTCH_TAPS)):
1036                      break
1037                  tmptaps[idx] = complex(0.0, 0.0)
1038
1039          self.notch_taps = FFT.inverse_fft(tmptaps)
1040
1041 def main ():
1042     app = stdgui.stdapp(app_flow_graph, "RADIO ASTRONOMY SPECTRAL/CONTINUUM RECEIVER: $Revision$", nstatus=1)
1043     app.MainLoop()
1044
1045 if __name__ == '__main__':
1046     main ()