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 2, 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         (options, args) = parser.parse_args()
  86         if len(args) != 0:
  87             parser.print_help()
  88             sys.exit(1)
  89
  90         self.show_debug_info = True
  91
  92         # Pick up waterfall option
  93         self.waterfall = options.waterfall
  94
  95         # SETI mode stuff
  96         self.setimode = options.setimode
  97         self.seticounter = 0
  98         self.setik = options.setik
  99         # Because we force the input rate to be 250Khz, 12.5Khz is
 100         #  exactly 1/20th of this, which makes building decimators
 101         #  easier.
 102         # This also allows larger FFTs to be used without totally-gobbling
 103         #  CPU.  With an FFT size of 16384, for example, this bandwidth
 104         #  yields a binwidth of 0.762Hz, and plenty of CPU left over
 105         #  for other things, like the SETI analysis code.
 106         #
 107         self.seti_fft_bandwidth = int(options.setibandwidth)
 108
 109         # Calculate binwidth
 110         binwidth = self.seti_fft_bandwidth / options.fft_size
 111
 112         # Use binwidth, and knowledge of likely chirp rates to set reasonable
 113         #  values for SETI analysis code.   We assume that SETI signals will
 114         #  chirp at somewhere between 0.10Hz/sec and 0.25Hz/sec.
 115         #
 116         # upper_limit is the "worst case"--that is, the case for which we have
 117         #  wait the longest to actually see any drift, due to the quantizing
 118         #  on FFT bins.
 119         upper_limit = binwidth / 0.10
 120         self.setitimer = int(upper_limit * 2.00)
 121
 122         # Calculate the CHIRP values based on Hz/sec
 123         self.CHIRP_LOWER = 0.10 * self.setitimer
 124         self.CHIRP_UPPER = 0.25 * self.setitimer
 125
 126         # Reset hit counter to 0
 127         self.hitcounter = 0
 128         # We scan through 1Mhz of bandwidth around the chosen center freq
 129         self.seti_freq_range = 1.0e6
 130         # Calculate lower edge
 131         self.setifreq_lower = options.freq - (self.seti_freq_range/2)
 132         self.setifreq_current = options.freq
 133         # Calculate upper edge
 134         self.setifreq_upper = options.freq + (self.seti_freq_range/2)
 135
 136         # We change center frequencies every 10 self.setitimer intervals
 137         self.setifreq_timer = self.setitimer * 10
 138
 139         # Create actual timer
 140         self.seti_then = time.time()
 141
 142         # The hits recording array
 143         self.nhits = 10
 144         self.nhitlines = 3
 145         self.hits_array = Numeric.zeros((self.nhits,self.nhitlines), Numeric.Float64)
 146         self.hit_intensities = Numeric.zeros((self.nhits,self.nhitlines), Numeric.Float64)
 147         # Calibration coefficient and offset
 148         self.calib_coeff = options.calib_coeff
 149         self.calib_offset = options.calib_offset
 150
 151         self.integ = options.integ
 152         self.avg_alpha = options.avg
 153         self.gain = options.gain
 154         self.decln = options.decln
 155
 156         # Set initial values for datalogging timed-output
 157         self.continuum_then = time.time()
 158         self.spectral_then = time.time()
 159
 160         # build the graph
 161
 162         #
 163         # If SETI mode, we always run at maximum USRP decimation
 164         #
 165         if (self.setimode):
 166             options.decim = 256
 167
 168         self.u = usrp.source_c(decim_rate=options.decim)
 169         self.u.set_mux(usrp.determine_rx_mux_value(self.u, options.rx_subdev_spec))
 170         self.cardtype = self.u.daughterboard_id(0)
 171         # Set initial declination
 172         self.decln = options.decln
 173
 174         # determine the daughterboard subdevice we're using
 175         self.subdev = usrp.selected_subdev(self.u, options.rx_subdev_spec)
 176
 177         input_rate = self.u.adc_freq() / self.u.decim_rate()
 178
 179         #
 180         # Set prefix for data files
 181         #
 182         self.prefix = options.prefix
 183
 184         #
 185         # The lower this number, the fewer sample frames are dropped
 186         #  in computing the FFT.  A sampled approach is taken to
 187         #  computing the FFT of the incoming data, which reduces
 188         #  sensitivity.  Increasing sensitivity inreases CPU loading.
 189         #
 190         self.fft_rate = options.fft_rate
 191
 192         self.fft_size = options.fft_size
 193
 194         # This buffer is used to remember the most-recent FFT display
 195         #   values.  Used later by self.write_spectral_data() to write
 196         #   spectral data to datalogging files, and by the SETI analysis
 197         #   function.
 198         #
 199         self.fft_outbuf = Numeric.zeros(options.fft_size, Numeric.Float64)
 200
 201         #
 202         # If SETI mode, only look at seti_fft_bandwidth (currently 12.5Khz)
 203         #   at a time.
 204         #
 205         if (self.setimode):
 206             self.fft_input_rate = self.seti_fft_bandwidth
 207
 208             #
 209             # Build a decimating bandpass filter
 210             #
 211             self.fft_input_taps = gr.firdes.complex_band_pass (1.0,
 212                input_rate,
 213                -(int(self.fft_input_rate/2)), int(self.fft_input_rate/2), 200,
 214                gr.firdes.WIN_HAMMING, 0)
 215
 216             #
 217             # Compute required decimation factor
 218             #
 219             decimation = int(input_rate/self.fft_input_rate)
 220             self.fft_bandpass = gr.fir_filter_ccc (decimation,
 221                 self.fft_input_taps)
 222         else:
 223             self.fft_input_rate = input_rate
 224
 225         # Set up FFT display
 226         if self.waterfall == False:
 227            self.scope = ra_fftsink.ra_fft_sink_c (self, panel,
 228                fft_size=int(self.fft_size), sample_rate=self.fft_input_rate,
 229                fft_rate=int(self.fft_rate), title="Spectral",
 230                ofunc=self.fft_outfunc, xydfunc=self.xydfunc)
 231         else:
 232             self.scope = ra_waterfallsink.ra_waterfallsink_c (self, panel,
 233                 fft_size=int(self.fft_size), sample_rate=self.fft_input_rate,
 234                 fft_rate=int(self.fft_rate), title="Spectral", ofunc=self.fft_outfunc, xydfunc=self.xydfunc_waterfall)
 235
 236         # Set up ephemeris data
 237         self.locality = ephem.Observer()
 238         self.locality.long = str(options.longitude)
 239         self.locality.lat = str(options.latitude)
 240         # We make notes about Sunset/Sunrise in Continuum log files
 241         self.sun = ephem.Sun()
 242         self.sunstate = "??"
 243
 244         # Set up stripchart display
 245         self.stripsize = int(options.stripsize)
 246         if self.setimode == False:
 247             self.chart = ra_stripchartsink.stripchart_sink_f (self, panel,
 248                 stripsize=self.stripsize,
 249                 title="Continuum",
 250                 xlabel="LMST Offset (Seconds)",
 251                 scaling=1.0, ylabel=options.ylabel,
 252                 divbase=options.divbase)
 253
 254         # Set center frequency
 255         self.centerfreq = options.freq
 256
 257         # Set observing frequency (might be different from actual programmed
 258         #    RF frequency)
 259         if options.observing == 0.0:
 260             self.observing = options.freq
 261         else:
 262             self.observing = options.observing
 263
 264         self.bw = input_rate
 265
 266         # We setup the first two integrators to produce a fixed integration
 267         # Down to 1Hz, with output at 1 samples/sec
 268         N = input_rate/5000
 269
 270         # Second stage runs on decimated output of first
 271         M = (input_rate/N)
 272
 273         # Create taps for first integrator
 274         t = range(0,N-1)
 275         tapsN = []
 276         for i in t:
 277              tapsN.append(1.0/N)
 278
 279         # Create taps for second integrator
 280         t = range(0,M-1)
 281         tapsM = []
 282         for i in t:
 283             tapsM.append(1.0/M)
 284
 285         #
 286         # The 3rd integrator is variable, and user selectable at runtime
 287         # This integrator doesn't decimate, but is used to set the
 288         #  final integration time based on the constant 1Hz input samples
 289         # The strip chart is fed at a constant 1Hz rate as a result
 290         #
 291
 292         #
 293         # Call constructors for receive chains
 294         #
 295
 296         if self.setimode == False:
 297             # The three integrators--two FIR filters, and an IIR final filter
 298             self.integrator1 = gr.fir_filter_fff (N, tapsN)
 299             self.integrator2 = gr.fir_filter_fff (M, tapsM)
 300             self.integrator3 = gr.single_pole_iir_filter_ff(1.0)
 301
 302             # Split complex USRP stream into a pair of floats
 303             self.splitter = gr.complex_to_float (1);
 304
 305             # I squarer (detector)
 306             self.multI = gr.multiply_ff();
 307
 308             # Q squarer (detector)
 309             self.multQ = gr.multiply_ff();
 310
 311             # Adding squared I and Q to produce instantaneous signal power
 312             self.adder = gr.add_ff();
 313
 314             # Signal probe
 315             self.probe = gr.probe_signal_f();
 316
 317             #
 318             # Continuum calibration stuff
 319             #
 320             self.cal_mult = gr.multiply_const_ff(self.calib_coeff);
 321             self.cal_offs = gr.add_const_ff(self.calib_offset);
 322
 323         #
 324         # Start connecting configured modules in the receive chain
 325         #
 326
 327         # The scope--handle SETI mode
 328         if (self.setimode == False):
 329             self.connect(self.u, self.scope)
 330         else:
 331             self.connect(self.u, self.fft_bandpass, self.scope)
 332
 333         if self.setimode == False:
 334             #
 335             # The head of the continuum chain
 336             #
 337             self.connect(self.u, self.splitter)
 338
 339             # Connect splitter outputs to multipliers
 340             # First do I^2
 341             self.connect((self.splitter, 0), (self.multI,0))
 342             self.connect((self.splitter, 0), (self.multI,1))
 343
 344             # Then do Q^2
 345             self.connect((self.splitter, 1), (self.multQ,0))
 346             self.connect((self.splitter, 1), (self.multQ,1))
 347
 348             # Then sum the squares
 349             self.connect(self.multI, (self.adder,0))
 350             self.connect(self.multQ, (self.adder,1))
 351
 352             # Connect adder output to two-stages of FIR integrator
 353             #   followed by a single stage IIR integrator, and
 354             #   the calibrator
 355             self.connect(self.adder, self.integrator1,
 356                self.integrator2, self.integrator3, self.cal_mult,
 357                self.cal_offs, self.chart)
 358
 359             # Connect calibrator to probe
 360             # SPECIAL NOTE:  I'm setting the ground work here
 361             #   for completely changing the way local_calibrator
 362             #   works, including removing some horrible kludges for
 363             #   recording data.
 364             # But for now, self.probe() will be used to display the
 365             #  current instantaneous integrated detector value
 366             self.connect(self.cal_offs, self.probe)
 367
 368         self._build_gui(vbox)
 369
 370         # Make GUI agree with command-line
 371         self.integ = options.integ
 372         if self.setimode == False:
 373             self.myform['integration'].set_value(int(options.integ))
 374         self.myform['average'].set_value(int(options.avg))
 375
 376         if self.setimode == False:
 377             # Make integrator agree with command line
 378             self.set_integration(int(options.integ))
 379
 380         self.avg_alpha = options.avg
 381
 382         # Make spectral averager agree with command line
 383         if options.avg != 1.0:
 384             self.scope.set_avg_alpha(float(1.0/options.avg))
 385             self.scope.set_average(True)
 386
 387         if self.setimode == False:
 388             # Set division size
 389             self.chart.set_y_per_div(options.division)
 390             # Set reference(MAX) level
 391             self.chart.set_ref_level(options.reflevel)
 392
 393         # set initial values
 394
 395         if options.gain is None:
 396             # if no gain was specified, use the mid-point in dB
 397             g = self.subdev.gain_range()
 398             options.gain = float(g[0]+g[1])/2
 399
 400         if options.freq is None:
 401             # if no freq was specified, use the mid-point
 402             r = self.subdev.freq_range()
 403             options.freq = float(r[0]+r[1])/2
 404
 405         # Set the initial gain control
 406         self.set_gain(options.gain)
 407
 408         if not(self.set_freq(options.freq)):
 409             self._set_status_msg("Failed to set initial frequency")
 410
 411         # Set declination
 412         self.set_decln (self.decln)
 413
 414
 415         # RF hardware information
 416         self.myform['decim'].set_value(self.u.decim_rate())
 417         self.myform['fs@usb'].set_value(self.u.adc_freq() / self.u.decim_rate())
 418         self.myform['dbname'].set_value(self.subdev.name())
 419
 420         # Set analog baseband filtering, if DBS_RX
 421         if self.cardtype == usrp_dbid.DBS_RX:
 422             lbw = (self.u.adc_freq() / self.u.decim_rate()) / 2
 423             if lbw < 1.0e6:
 424                 lbw = 1.0e6
 425             self.subdev.set_bw(lbw)
 426
 427         # Start the timer for the LMST display and datalogging
 428         self.lmst_timer.Start(1000)
 429
 430
 431     def _set_status_msg(self, msg):
 432         self.frame.GetStatusBar().SetStatusText(msg, 0)
 433
 434     def _build_gui(self, vbox):
 435
 436         def _form_set_freq(kv):
 437             # Adjust current SETI frequency, and limits
 438             self.setifreq_lower = kv['freq'] - (self.seti_freq_range/2)
 439             self.setifreq_current = kv['freq']
 440             self.setifreq_upper = kv['freq'] + (self.seti_freq_range/2)
 441
 442             # Reset SETI analysis timer
 443             self.seti_then = time.time()
 444             # Zero-out hits array when changing frequency
 445             self.hits_array[:,:] = 0.0
 446             self.hit_intensities[:,:] = -60.0
 447
 448             return self.set_freq(kv['freq'])
 449
 450         def _form_set_decln(kv):
 451             return self.set_decln(kv['decln'])
 452
 453         # Position the FFT display
 454         vbox.Add(self.scope.win, 15, wx.EXPAND)
 455
 456         if self.setimode == False:
 457             # Position the Total-power stripchart
 458             vbox.Add(self.chart.win, 15, wx.EXPAND)
 459
 460         # add control area at the bottom
 461         self.myform = myform = form.form()
 462         hbox = wx.BoxSizer(wx.HORIZONTAL)
 463         hbox.Add((7,0), 0, wx.EXPAND)
 464         vbox1 = wx.BoxSizer(wx.VERTICAL)
 465         myform['freq'] = form.float_field(
 466             parent=self.panel, sizer=vbox1, label="Center freq", weight=1,
 467             callback=myform.check_input_and_call(_form_set_freq, self._set_status_msg))
 468
 469         vbox1.Add((4,0), 0, 0)
 470
 471         myform['lmst_high'] = form.static_text_field(
 472             parent=self.panel, sizer=vbox1, label="Current LMST", weight=1)
 473         vbox1.Add((4,0), 0, 0)
 474
 475         myform['spec_data'] = form.static_text_field(
 476             parent=self.panel, sizer=vbox1, label="Spectral Cursor", weight=1)
 477         vbox1.Add((4,0), 0, 0)
 478
 479         vbox2 = wx.BoxSizer(wx.VERTICAL)
 480         g = self.subdev.gain_range()
 481         myform['gain'] = form.slider_field(parent=self.panel, sizer=vbox2, label="RF Gain",
 482                                            weight=1,
 483                                            min=int(g[0]), max=int(g[1]),
 484                                            callback=self.set_gain)
 485
 486         vbox2.Add((4,0), 0, 0)
 487         myform['average'] = form.slider_field(parent=self.panel, sizer=vbox2,
 488                     label="Spectral Averaging (FFT frames)", weight=1, min=1, max=2000, callback=self.set_averaging)
 489
 490         vbox2.Add((4,0), 0, 0)
 491
 492         if self.setimode == False:
 493             myform['integration'] = form.slider_field(parent=self.panel, sizer=vbox2,
 494                    label="Continuum Integration Time (sec)", weight=1, min=1, max=180, callback=self.set_integration)
 495
 496             vbox2.Add((4,0), 0, 0)
 497
 498         myform['decln'] = form.float_field(
 499             parent=self.panel, sizer=vbox2, label="Current Declination", weight=1,
 500             callback=myform.check_input_and_call(_form_set_decln))
 501         vbox2.Add((4,0), 0, 0)
 502
 503         buttonbox = wx.BoxSizer(wx.HORIZONTAL)
 504         vbox.Add(buttonbox, 0, wx.CENTER)
 505         hbox.Add(vbox1, 0, 0)
 506         hbox.Add(vbox2, wx.ALIGN_RIGHT, 0)
 507         vbox.Add(hbox, 0, wx.EXPAND)
 508
 509         self._build_subpanel(vbox)
 510
 511         self.lmst_timer = wx.PyTimer(self.lmst_timeout)
 512         #self.lmst_timeout()
 513
 514
 515     def _build_subpanel(self, vbox_arg):
 516         # build a secondary information panel (sometimes hidden)
 517
 518         # FIXME figure out how to have this be a subpanel that is always
 519         # created, but has its visibility controlled by foo.Show(True/False)
 520
 521         if not(self.show_debug_info):
 522             return
 523
 524         panel = self.panel
 525         vbox = vbox_arg
 526         myform = self.myform
 527
 528         #panel = wx.Panel(self.panel, -1)
 529         #vbox = wx.BoxSizer(wx.VERTICAL)
 530
 531         hbox = wx.BoxSizer(wx.HORIZONTAL)
 532         hbox.Add((5,0), 0)
 533         myform['decim'] = form.static_float_field(
 534             parent=panel, sizer=hbox, label="Decim")
 535
 536         hbox.Add((5,0), 1)
 537         myform['fs@usb'] = form.static_float_field(
 538             parent=panel, sizer=hbox, label="Fs@USB")
 539
 540         hbox.Add((5,0), 1)
 541         myform['dbname'] = form.static_text_field(
 542             parent=panel, sizer=hbox)
 543
 544         hbox.Add((5,0), 1)
 545         myform['baseband'] = form.static_float_field(
 546             parent=panel, sizer=hbox, label="Analog BB")
 547
 548         hbox.Add((5,0), 1)
 549         myform['ddc'] = form.static_float_field(
 550             parent=panel, sizer=hbox, label="DDC")
 551
 552         hbox.Add((5,0), 0)
 553         vbox.Add(hbox, 0, wx.EXPAND)
 554
 555
 556
 557     def set_freq(self, target_freq):
 558         """
 559         Set the center frequency we're interested in.
 560
 561         @param target_freq: frequency in Hz
 562         @rypte: bool
 563
 564         Tuning is a two step process.  First we ask the front-end to
 565         tune as close to the desired frequency as it can.  Then we use
 566         the result of that operation and our target_frequency to
 567         determine the value for the digital down converter.
 568         """
 569         #
 570         # Everything except BASIC_RX should support usrp.tune()
 571         #
 572         if not (self.cardtype == usrp_dbid.BASIC_RX):
 573             r = usrp.tune(self.u, 0, self.subdev, target_freq)
 574         else:
 575             r = self.u.set_rx_freq(0, target_freq)
 576             f = self.u.rx_freq(0)
 577             if abs(f-target_freq) > 2.0e3:
 578                 r = 0
 579         if r:
 580             self.myform['freq'].set_value(target_freq)     # update displayed value
 581             #
 582             # Make sure calibrator knows our target freq
 583             #
 584
 585             # Remember centerfreq---used for doppler calcs
 586             delta = self.centerfreq - target_freq
 587             self.centerfreq = target_freq
 588             self.observing -= delta
 589             self.scope.set_baseband_freq (self.observing)
 590
 591             self.myform['baseband'].set_value(r.baseband_freq)
 592             self.myform['ddc'].set_value(r.dxc_freq)
 593
 594             return True
 595
 596         return False
 597
 598     def set_decln(self, dec):
 599         self.decln = dec
 600         self.myform['decln'].set_value(dec)     # update displayed value
 601
 602     def set_gain(self, gain):
 603         self.myform['gain'].set_value(gain)     # update displayed value
 604         self.subdev.set_gain(gain)
 605         self.gain = gain
 606
 607     def set_averaging(self, avval):
 608         self.myform['average'].set_value(avval)
 609         self.scope.set_avg_alpha(1.0/(avval))
 610         self.scope.set_average(True)
 611         self.avg_alpha = avval
 612
 613     def set_integration(self, integval):
 614         if self.setimode == False:
 615             self.integrator3.set_taps(1.0/integval)
 616         self.myform['integration'].set_value(integval)
 617         self.integ = integval
 618
 619     #
 620     # Timeout function
 621     # Used to update LMST display, as well as current
 622     #  continuum value
 623     #
 624     # We also write external data-logging files here
 625     #
 626     def lmst_timeout(self):
 627          self.locality.date = ephem.now()
 628          if self.setimode == False:
 629              x = self.probe.level()
 630          sidtime = self.locality.sidereal_time()
 631          # LMST
 632          s = str(ephem.hours(sidtime)) + " " + self.sunstate
 633          # Continuum detector value
 634          if self.setimode == False:
 635              sx = "%7.4f" % x
 636              s = s + "\nDet: " + str(sx)
 637          else:
 638              sx = "%2d" % self.hitcounter
 639              sy = "%3.1f-%3.1f" % (self.CHIRP_LOWER, self.CHIRP_UPPER)
 640              s = s + "\nHits: " + str(sx) + "\nCh lim: " + str(sy)
 641          self.myform['lmst_high'].set_value(s)
 642
 643          #
 644          # Write data out to recording files
 645          #
 646          if self.setimode == False:
 647              self.write_continuum_data(x,sidtime)
 648              self.write_spectral_data(self.fft_outbuf,sidtime)
 649
 650          else:
 651              self.seti_analysis(self.fft_outbuf,sidtime)
 652              now = time.time()
 653              if ((now - self.seti_then) > self.setifreq_timer):
 654                  self.seti_then = now
 655                  self.setifreq_current = self.setifreq_current + self.fft_input_rate
 656                  if (self.setifreq_current > self.setifreq_upper):
 657                      self.setifreq_current = self.setifreq_lower
 658                  self.set_freq(self.setifreq_current)
 659                  # Make sure we zero-out the hits array when changing
 660                  #   frequency.
 661                  self.hits_array[:,:] = 0.0
 662                  self.hit_intensities[:,:] = 0.0
 663
 664     def fft_outfunc(self,data,l):
 665         self.fft_outbuf=data
 666
 667     def write_continuum_data(self,data,sidtime):
 668
 669         # Create localtime structure for producing filename
 670         foo = time.localtime()
 671         pfx = self.prefix
 672         filenamestr = "%s/%04d%02d%02d%02d" % (pfx, foo.tm_year,
 673            foo.tm_mon, foo.tm_mday, foo.tm_hour)
 674
 675         # Open the data file, appending
 676         continuum_file = open (filenamestr+".tpdat","a")
 677
 678         flt = "%6.3f" % data
 679         inter = self.decln
 680         integ = self.integ
 681         fc = self.observing
 682         fc = fc / 1000000
 683         bw = self.bw
 684         bw = bw / 1000000
 685         ga = self.gain
 686
 687         now = time.time()
 688
 689         #
 690         # If time to write full header info (saves storage this way)
 691         #
 692         if (now - self.continuum_then > 20):
 693             self.sun.compute(self.locality)
 694             enow = ephem.now()
 695             sun_insky = "Down"
 696             self.sunstate = "Dn"
 697             if ((self.sun.rise_time < enow) and (enow < self.sun.set_time)):
 698                sun_insky = "Up"
 699                self.sunstate = "Up"
 700             self.continuum_then = now
 701
 702             continuum_file.write(str(ephem.hours(sidtime))+" "+flt+" Dn="+str(inter)+",")
 703             continuum_file.write("Ti="+str(integ)+",Fc="+str(fc)+",Bw="+str(bw))
 704             continuum_file.write(",Ga="+str(ga)+",Sun="+str(sun_insky)+"\n")
 705         else:
 706             continuum_file.write(str(ephem.hours(sidtime))+" "+flt+"\n")
 707
 708         continuum_file.close()
 709         return(data)
 710
 711     def write_spectral_data(self,data,sidtime):
 712
 713         now = time.time()
 714         delta = 10
 715
 716         # If time to write out spectral data
 717         # We don't write this out every time, in order to
 718         #   save disk space.  Since the spectral data are
 719         #   typically heavily averaged, writing this data
 720         #   "once in a while" is OK.
 721         #
 722         if (now - self.spectral_then >= delta):
 723             self.spectral_then = now
 724
 725             # Get localtime structure to make filename from
 726             foo = time.localtime()
 727
 728             pfx = self.prefix
 729             filenamestr = "%s/%04d%02d%02d%02d" % (pfx, foo.tm_year,
 730                foo.tm_mon, foo.tm_mday, foo.tm_hour)
 731
 732             # Open the file
 733             spectral_file = open (filenamestr+".sdat","a")
 734
 735             # Setup data fields to be written
 736             r = data
 737             inter = self.decln
 738             fc = self.observing
 739             fc = fc / 1000000
 740             bw = self.bw
 741             bw = bw / 1000000
 742             av = self.avg_alpha
 743
 744             # Write those fields
 745             spectral_file.write("data:"+str(ephem.hours(sidtime))+" Dn="+str(inter)+",Fc="+str(fc)+",Bw="+str(bw)+",Av="+str(av))
 746             spectral_file.write(" "+str(r)+"\n")
 747             spectral_file.close()
 748             return(data)
 749
 750         return(data)
 751
 752     def seti_analysis(self,fftbuf,sidtime):
 753         l = len(fftbuf)
 754         x = 0
 755         hits = []
 756         hit_intensities = []
 757         if self.seticounter < self.setitimer:
 758             self.seticounter = self.seticounter + 1
 759             return
 760         else:
 761             self.seticounter = 0
 762
 763         # Run through FFT output buffer, computing standard deviation (Sigma)
 764         avg = 0
 765         # First compute average
 766         for i in range(0,l):
 767             avg = avg + fftbuf[i]
 768         avg = avg / l
 769
 770         sigma = 0.0
 771         # Then compute standard deviation (Sigma)
 772         for i in range(0,l):
 773             d = fftbuf[i] - avg
 774             sigma = sigma + (d*d)
 775
 776         sigma = Numeric.sqrt(sigma/l)
 777
 778         #
 779         # Snarfle through the FFT output buffer again, looking for
 780         #    outlying data points
 781
 782         start_f = self.observing - (self.fft_input_rate/2)
 783         current_f = start_f
 784         f_incr = self.fft_input_rate / l
 785         l = len(fftbuf)
 786         hit = -1
 787
 788         # -nyquist to DC
 789         for i in range(l/2,l):
 790             #
 791             # If current FFT buffer has an item that exceeds the specified
 792             #  sigma
 793             #
 794             if ((fftbuf[i] - avg) > (self.setik * sigma)):
 795                 hits.append(current_f)
 796                 hit_intensities.append(fftbuf[i])
 797             current_f = current_f + f_incr
 798
 799         # DC to nyquist
 800         for i in range(0,l/2):
 801             #
 802             # If current FFT buffer has an item that exceeds the specified
 803             #  sigma
 804             #
 805             if ((fftbuf[i] - avg) > (self.setik * sigma)):
 806                 hits.append(current_f)
 807                 hit_intensities.append(fftbuf[i])
 808             current_f = current_f + f_incr
 809
 810         # No hits
 811         if (len(hits) <= 0):
 812             return
 813
 814         #
 815         # OK, so we have some hits in the FFT buffer
 816         #   They'll have a rather substantial gauntlet to run before
 817         #   being declared a real "hit"
 818         #
 819
 820         # Weed out buffers with an excessive number of strong signals
 821         if (len(hits) > self.nhits):
 822             return
 823
 824         # Weed out FFT buffers with apparent multiple narrowband signals
 825         #   separated significantly in frequency.  This means that a
 826         #   single signal spanning multiple bins is OK, but a buffer that
 827         #   has multiple, apparently-separate, signals isn't OK.
 828         #
 829         last = hits[0]
 830         for i in range(1,len(hits)):
 831             if ((hits[i] - last) > (f_incr*2.0)):
 832                 return
 833             last = hits[i]
 834
 835         #
 836         # Run through all three hit buffers, computing difference between
 837         #   frequencies found there, if they're all within the chirp limits
 838         #   declare a good hit
 839         #
 840         good_hit = 0
 841         good_hit = False
 842         for i in range(0,min(len(hits),len(self.hits_array[:,0]))):
 843             f_d1 = abs(self.hits_array[i,0] - hits[i])
 844             f_d2 = abs(self.hits_array[i,1] - self.hits_array[i,0])
 845             f_d3 = abs(self.hits_array[i,2] - self.hits_array[i,1])
 846             if (self.seti_isahit ([f_d1, f_d2, f_d3])):
 847                 good_hit = True
 848                 self.hitcounter = self.hitcounter + 1
 849                 break
 850
 851
 852         # Save 'n shuffle hits
 853         for i in range(self.nhitlines,1):
 854             self.hits_array[:,i] = self.hits_array[:,i-1]
 855             self.hit_intensities[:,i] = self.hit_intensities[:,i-1]
 856
 857         for i in range(0,len(hits)):
 858             self.hits_array[i,0] = hits[i]
 859             self.hit_intensities[i,0] = hit_intensities[i]
 860
 861         # Finally, write the hits/intensities buffer
 862         if (good_hit):
 863             self.write_hits(sidtime)
 864
 865         return
 866
 867     def seti_isahit(self,fdiffs):
 868         truecount = 0
 869
 870         for i in range(0,len(fdiffs)):
 871             if (fdiffs[i] >= self.CHIRP_LOWER and fdiffs[i] <= self.CHIRP_UPPER):
 872                 truecount = truecount + 1
 873
 874         if truecount == len(fdiffs):
 875             return (True)
 876         else:
 877             return (False)
 878
 879     def write_hits(self,sidtime):
 880         # Create localtime structure for producing filename
 881         foo = time.localtime()
 882         pfx = self.prefix
 883         filenamestr = "%s/%04d%02d%02d%02d" % (pfx, foo.tm_year,
 884            foo.tm_mon, foo.tm_mday, foo.tm_hour)
 885
 886         # Open the data file, appending
 887         hits_file = open (filenamestr+".seti","a")
 888
 889         # Write sidtime first
 890         hits_file.write(str(ephem.hours(sidtime))+" "+str(self.decln)+" ")
 891
 892         #
 893         # Then write the hits/hit intensities buffers with enough
 894         #   "syntax" to allow parsing by external (not yet written!)
 895         #   "stuff".
 896         #
 897         for i in range(0,self.nhitlines):
 898             hits_file.write(" ")
 899             for j in range(0,self.nhits):
 900                 hits_file.write(str(self.hits_array[j,i])+":")
 901                 hits_file.write(str(self.hit_intensities[j,i])+",")
 902         hits_file.write("\n")
 903         hits_file.close()
 904         return
 905
 906     def xydfunc(self,xyv):
 907         magn = int(Numeric.log10(self.observing))
 908         if (magn == 6 or magn == 7 or magn == 8):
 909             magn = 6
 910         dfreq = xyv[0] * pow(10.0,magn)
 911         ratio = self.observing / dfreq
 912         vs = 1.0 - ratio
 913         vs *= 299792.0
 914         if magn >= 9:
 915            xhz = "Ghz"
 916         elif magn >= 6:
 917            xhz = "Mhz"
 918         elif magn <= 5:
 919            xhz =  "Khz"
 920         s = "%.6f%s\n%.3fdB" % (xyv[0], xhz, xyv[1])
 921         s2 = "\n%.3fkm/s" % vs
 922         self.myform['spec_data'].set_value(s+s2)
 923
 924     def xydfunc_waterfall(self,pos):
 925         lower = self.observing - (self.seti_fft_bandwidth / 2)
 926         upper = self.observing + (self.seti_fft_bandwidth / 2)
 927         binwidth = self.seti_fft_bandwidth / 1024
 928         s = "%.6fMHz" % ((lower + (pos.x*binwidth)) / 1.0e6)
 929         self.myform['spec_data'].set_value(s)
 930
 931     def toggle_cal(self):
 932         if (self.calstate == True):
 933           self.calstate = False
 934           self.u.write_io(0,0,(1<<15))
 935           self.calibrator.SetLabel("Calibration Source: Off")
 936         else:
 937           self.calstate = True
 938           self.u.write_io(0,(1<<15),(1<<15))
 939           self.calibrator.SetLabel("Calibration Source: On")
 940
 941     def toggle_annotation(self):
 942         if (self.annotate_state == True):
 943           self.annotate_state = False
 944           self.annotation.SetLabel("Annotation: Off")
 945         else:
 946           self.annotate_state = True
 947           self.annotation.SetLabel("Annotation: On")
 948
 949
 950 def main ():
 951     app = stdgui.stdapp(app_flow_graph, "RADIO ASTRONOMY SPECTRAL/CONTINUUM RECEIVER: $Revision$", nstatus=1)
 952     app.MainLoop()
 953
 954 if __name__ == '__main__':
 955     main ()