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