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, waterfallsink
  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         parser.add_option("-Q", "--seti_range", type="eng_float", default=1.0e6, help="Total scan width, in Hz for SETI scans")
  88         (options, args) = parser.parse_args()
  89
  90         self.notches = Numeric.zeros(64,Numeric.Float64)
  91         if len(args) != 0 and options.notches == False:
  92             parser.print_help()
  93             sys.exit(1)
  94
  95         if len(args) == 0 and options.notches != False:
  96             parser.print_help()
  97             sys.exit()
  98
  99         self.use_notches = options.notches
 100
 101         # Get notch locations
 102         j = 0
 103         for i in args:
 104             self.notches[j] = float(i)
 105             j = j+1
 106
 107         self.notch_count = j
 108
 109         self.show_debug_info = True
 110
 111         # Pick up waterfall option
 112         self.waterfall = options.waterfall
 113
 114         # SETI mode stuff
 115         self.setimode = options.setimode
 116         self.seticounter = 0
 117         self.setik = options.setik
 118         self.seti_fft_bandwidth = int(options.setibandwidth)
 119
 120         # Calculate binwidth
 121         binwidth = self.seti_fft_bandwidth / options.fft_size
 122
 123         # Use binwidth, and knowledge of likely chirp rates to set reasonable
 124         #  values for SETI analysis code.   We assume that SETI signals will
 125         #  chirp at somewhere between 0.10Hz/sec and 0.25Hz/sec.
 126         #
 127         # upper_limit is the "worst case"--that is, the case for which we have
 128         #  to wait the longest to actually see any drift, due to the quantizing
 129         #  on FFT bins.
 130         upper_limit = binwidth / 0.10
 131         self.setitimer = int(upper_limit * 2.00)
 132         self.scanning = True
 133
 134         # Calculate the CHIRP values based on Hz/sec
 135         self.CHIRP_LOWER = 0.10 * self.setitimer
 136         self.CHIRP_UPPER = 0.25 * self.setitimer
 137
 138         # Reset hit counters to 0
 139         self.hitcounter = 0
 140         self.s1hitcounter = 0
 141         self.s2hitcounter = 0
 142         self.avgdelta = 0
 143         # We scan through 2Mhz of bandwidth around the chosen center freq
 144         self.seti_freq_range = options.seti_range
 145         # Calculate lower edge
 146         self.setifreq_lower = options.freq - (self.seti_freq_range/2)
 147         self.setifreq_current = options.freq
 148         # Calculate upper edge
 149         self.setifreq_upper = options.freq + (self.seti_freq_range/2)
 150
 151         # Maximum "hits" in a line
 152         self.nhits = 20
 153
 154         # Number of lines for analysis
 155         self.nhitlines = 4
 156
 157         # We change center frequencies based on nhitlines and setitimer
 158         self.setifreq_timer = self.setitimer * (self.nhitlines * 5)
 159
 160         # Create actual timer
 161         self.seti_then = time.time()
 162
 163         # The hits recording array
 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_coeff = 1
 176         if self.calib_coeff > 100:
 177             self.calib_coeff = 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
 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.waterfall_sink_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, size=(1100, 600), xydfunc=self.xydfunc, ref_level=0, span=10)
 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             x = self.calib_coeff/100.0
 341             self.cal_mult = gr.multiply_const_ff(self.calib_coeff/100.0);
 342             self.cal_offs = gr.add_const_ff(self.calib_offset*(x*8000));
 343
 344             if self.use_notches == True:
 345                 self.compute_notch_taps(self.notches)
 346                 self.notch_filt = gr.fft_filter_ccc(1, self.notch_taps)
 347
 348         #
 349         # Start connecting configured modules in the receive chain
 350         #
 351
 352         # The scope--handle SETI mode
 353         if (self.setimode == False):
 354             if (self.use_notches == True):
 355                 self.connect(self.u, self.notch_filt, self.scope)
 356             else:
 357                 self.connect(self.u, self.scope)
 358         else:
 359             if (self.use_notches == True):
 360                 self.connect(self.u, self.notch_filt,
 361                     self.fft_bandpass, self.scope)
 362             else:
 363                 self.connect(self.u, self.fft_bandpass, self.scope)
 364
 365         if self.setimode == False:
 366             if (self.use_notches == True):
 367                 self.connect(self.notch_filt, self.detector,
 368                     self.integrator1, self.integrator2,
 369                     self.integrator3, self.cal_mult, self.cal_offs, self.chart)
 370             else:
 371                 self.connect(self.u, self.detector,
 372                     self.integrator1, self.integrator2,
 373                     self.integrator3, self.cal_mult, self.cal_offs, self.chart)
 374
 375             #  current instantaneous integrated detector value
 376             self.connect(self.cal_offs, self.probe)
 377
 378         self._build_gui(vbox)
 379
 380         # Make GUI agree with command-line
 381         self.integ = options.integ
 382         if self.setimode == False:
 383             self.myform['integration'].set_value(int(options.integ))
 384             self.myform['offset'].set_value(self.calib_offset)
 385             self.myform['dcgain'].set_value(self.calib_coeff)
 386         self.myform['average'].set_value(int(options.avg))
 387
 388
 389         if self.setimode == False:
 390             # Make integrator agree with command line
 391             self.set_integration(int(options.integ))
 392
 393         self.avg_alpha = options.avg
 394
 395         # Make spectral averager agree with command line
 396         if options.avg != 1.0:
 397             self.scope.set_avg_alpha(float(1.0/options.avg))
 398             self.scope.set_average(True)
 399
 400         if self.setimode == False:
 401             # Set division size
 402             self.chart.set_y_per_div(options.division)
 403             # Set reference(MAX) level
 404             self.chart.set_ref_level(options.reflevel)
 405
 406         # set initial values
 407
 408         if options.gain is None:
 409             # if no gain was specified, use the mid-point in dB
 410             g = self.subdev.gain_range()
 411             options.gain = float(g[0]+g[1])/2
 412
 413         if options.freq is None:
 414             # if no freq was specified, use the mid-point
 415             r = self.subdev.freq_range()
 416             options.freq = float(r[0]+r[1])/2
 417
 418         # Set the initial gain control
 419         self.set_gain(options.gain)
 420
 421         if not(self.set_freq(options.freq)):
 422             self._set_status_msg("Failed to set initial frequency")
 423
 424         # Set declination
 425         self.set_decln (self.decln)
 426
 427
 428         # RF hardware information
 429         self.myform['decim'].set_value(self.u.decim_rate())
 430         self.myform['fs@usb'].set_value(self.u.adc_freq() / self.u.decim_rate())
 431         self.myform['dbname'].set_value(self.subdev.name())
 432
 433         # Set analog baseband filtering, if DBS_RX
 434         if self.cardtype in (usrp_dbid.DBS_RX, usrp_dbid.DBS_RX_REV_2_1):
 435             lbw = (self.u.adc_freq() / self.u.decim_rate()) / 2
 436             if lbw < 1.0e6:
 437                 lbw = 1.0e6
 438             self.subdev.set_bw(lbw)
 439
 440         # Start the timer for the LMST display and datalogging
 441         self.lmst_timer.Start(1000)
 442
 443
 444     def _set_status_msg(self, msg):
 445         self.frame.GetStatusBar().SetStatusText(msg, 0)
 446
 447     def _build_gui(self, vbox):
 448
 449         def _form_set_freq(kv):
 450             # Adjust current SETI frequency, and limits
 451             self.setifreq_lower = kv['freq'] - (self.seti_freq_range/2)
 452             self.setifreq_current = kv['freq']
 453             self.setifreq_upper = kv['freq'] + (self.seti_freq_range/2)
 454
 455             # Reset SETI analysis timer
 456             self.seti_then = time.time()
 457             # Zero-out hits array when changing frequency
 458             self.hits_array[:,:] = 0.0
 459             self.hit_intensities[:,:] = -60.0
 460
 461             return self.set_freq(kv['freq'])
 462
 463         def _form_set_decln(kv):
 464             return self.set_decln(kv['decln'])
 465
 466         # Position the FFT display
 467         vbox.Add(self.scope.win, 15, wx.EXPAND)
 468
 469         if self.setimode == False:
 470             # Position the Total-power stripchart
 471             vbox.Add(self.chart.win, 15, wx.EXPAND)
 472
 473         # add control area at the bottom
 474         self.myform = myform = form.form()
 475         hbox = wx.BoxSizer(wx.HORIZONTAL)
 476         hbox.Add((7,0), 0, wx.EXPAND)
 477         vbox1 = wx.BoxSizer(wx.VERTICAL)
 478         myform['freq'] = form.float_field(
 479             parent=self.panel, sizer=vbox1, label="Center freq", weight=1,
 480             callback=myform.check_input_and_call(_form_set_freq, self._set_status_msg))
 481
 482         vbox1.Add((4,0), 0, 0)
 483
 484         myform['lmst_high'] = form.static_text_field(
 485             parent=self.panel, sizer=vbox1, label="Current LMST", weight=1)
 486         vbox1.Add((4,0), 0, 0)
 487
 488         if self.setimode == False:
 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         if self.setimode == True:
 504             max_savg = 100
 505         else:
 506             max_savg = 3000
 507         myform['average'] = form.slider_field(parent=self.panel, sizer=vbox2,
 508                     label="Spectral Averaging (FFT frames)", weight=1, min=1, max=max_savg, callback=self.set_averaging)
 509
 510         # Set up scan control button when in SETI mode
 511         if (self.setimode == True):
 512                 # SETI scanning control
 513                 buttonbox = wx.BoxSizer(wx.HORIZONTAL)
 514                 self.scan_control = form.button_with_callback(self.panel,
 515                       label="Scan: On ",
 516                       callback=self.toggle_scanning)
 517
 518                 buttonbox.Add(self.scan_control, 0, wx.CENTER)
 519                 vbox2.Add(buttonbox, 0, wx.CENTER)
 520
 521         vbox2.Add((4,0), 0, 0)
 522
 523         if self.setimode == False:
 524             myform['integration'] = form.slider_field(parent=self.panel, sizer=vbox2,
 525                    label="Continuum Integration Time (sec)", weight=1, min=1, max=180, callback=self.set_integration)
 526
 527             vbox2.Add((4,0), 0, 0)
 528
 529         myform['decln'] = form.float_field(
 530             parent=self.panel, sizer=vbox2, label="Current Declination", weight=1,
 531             callback=myform.check_input_and_call(_form_set_decln))
 532         vbox2.Add((4,0), 0, 0)
 533
 534         if self.setimode == False:
 535             myform['offset'] = form.slider_field(parent=self.panel, sizer=vbox3,
 536                 label="Post-Detector Offset", weight=1, min=-750, max=750,
 537                 callback=self.set_pd_offset)
 538             vbox3.Add((2,0), 0, 0)
 539             myform['dcgain'] = form.slider_field(parent=self.panel, sizer=vbox3,
 540                 label="Post-Detector Gain", weight=1, min=1, max=100,
 541                 callback=self.set_pd_gain)
 542             vbox3.Add((2,0), 0, 0)
 543         hbox.Add(vbox1, 0, 0)
 544         hbox.Add(vbox2, wx.ALIGN_RIGHT, 0)
 545
 546         if self.setimode == False:
 547             hbox.Add(vbox3, wx.ALIGN_RIGHT, 0)
 548
 549         vbox.Add(hbox, 0, wx.EXPAND)
 550
 551         self._build_subpanel(vbox)
 552
 553         self.lmst_timer = wx.PyTimer(self.lmst_timeout)
 554         #self.lmst_timeout()
 555
 556
 557     def _build_subpanel(self, vbox_arg):
 558         # build a secondary information panel (sometimes hidden)
 559
 560         # FIXME figure out how to have this be a subpanel that is always
 561         # created, but has its visibility controlled by foo.Show(True/False)
 562
 563         if not(self.show_debug_info):
 564             return
 565
 566         panel = self.panel
 567         vbox = vbox_arg
 568         myform = self.myform
 569
 570         #panel = wx.Panel(self.panel, -1)
 571         #vbox = wx.BoxSizer(wx.VERTICAL)
 572
 573         hbox = wx.BoxSizer(wx.HORIZONTAL)
 574         hbox.Add((5,0), 0)
 575         myform['decim'] = form.static_float_field(
 576             parent=panel, sizer=hbox, label="Decim")
 577
 578         hbox.Add((5,0), 1)
 579         myform['fs@usb'] = form.static_float_field(
 580             parent=panel, sizer=hbox, label="Fs@USB")
 581
 582         hbox.Add((5,0), 1)
 583         myform['dbname'] = form.static_text_field(
 584             parent=panel, sizer=hbox)
 585
 586         hbox.Add((5,0), 1)
 587         myform['baseband'] = form.static_float_field(
 588             parent=panel, sizer=hbox, label="Analog BB")
 589
 590         hbox.Add((5,0), 1)
 591         myform['ddc'] = form.static_float_field(
 592             parent=panel, sizer=hbox, label="DDC")
 593
 594         hbox.Add((5,0), 0)
 595         vbox.Add(hbox, 0, wx.EXPAND)
 596
 597
 598
 599     def set_freq(self, target_freq):
 600         """
 601         Set the center frequency we're interested in.
 602
 603         @param target_freq: frequency in Hz
 604         @rypte: bool
 605
 606         Tuning is a two step process.  First we ask the front-end to
 607         tune as close to the desired frequency as it can.  Then we use
 608         the result of that operation and our target_frequency to
 609         determine the value for the digital down converter.
 610         """
 611         #
 612         # Everything except BASIC_RX should support usrp.tune()
 613         #
 614         if not (self.cardtype == usrp_dbid.BASIC_RX):
 615             r = usrp.tune(self.u, 0, self.subdev, target_freq)
 616         else:
 617             r = self.u.set_rx_freq(0, target_freq)
 618             f = self.u.rx_freq(0)
 619             if abs(f-target_freq) > 2.0e3:
 620                 r = 0
 621         if r:
 622             self.myform['freq'].set_value(target_freq)     # update displayed value
 623             #
 624             # Make sure calibrator knows our target freq
 625             #
 626
 627             # Remember centerfreq---used for doppler calcs
 628             delta = self.centerfreq - target_freq
 629             self.centerfreq = target_freq
 630             self.observing -= delta
 631             self.scope.set_baseband_freq (self.observing)
 632
 633             self.myform['baseband'].set_value(r.baseband_freq)
 634             self.myform['ddc'].set_value(r.dxc_freq)
 635
 636             if self.use_notches == True:
 637                 self.compute_notch_taps(self.notches)
 638                 self.notch_filt.set_taps(self.notch_taps)
 639
 640             return True
 641
 642         return False
 643
 644     def set_decln(self, dec):
 645         self.decln = dec
 646         self.myform['decln'].set_value(dec)     # update displayed value
 647
 648     def set_gain(self, gain):
 649         self.myform['gain'].set_value(gain)     # update displayed value
 650         self.subdev.set_gain(gain)
 651         self.gain = gain
 652
 653     def set_averaging(self, avval):
 654         self.myform['average'].set_value(avval)
 655         self.scope.set_avg_alpha(1.0/(avval))
 656         self.scope.set_average(True)
 657         self.avg_alpha = avval
 658
 659     def set_integration(self, integval):
 660         if self.setimode == False:
 661             self.integrator3.set_taps(1.0/integval)
 662         self.myform['integration'].set_value(integval)
 663         self.integ = integval
 664
 665     #
 666     # Timeout function
 667     # Used to update LMST display, as well as current
 668     #  continuum value
 669     #
 670     # We also write external data-logging files here
 671     #
 672     def lmst_timeout(self):
 673          self.locality.date = ephem.now()
 674          if self.setimode == False:
 675              x = self.probe.level()
 676          sidtime = self.locality.sidereal_time()
 677          # LMST
 678          s = str(ephem.hours(sidtime)) + " " + self.sunstate
 679          # Continuum detector value
 680          if self.setimode == False:
 681              sx = "%7.4f" % x
 682              s = s + "\nDet: " + str(sx)
 683          else:
 684              sx = "%2d" % self.hitcounter
 685              s1 = "%2d" % self.s1hitcounter
 686              s2 = "%2d" % self.s2hitcounter
 687              sa = "%4.2f" % self.avgdelta
 688              sy = "%3.1f-%3.1f" % (self.CHIRP_LOWER, self.CHIRP_UPPER)
 689              s = s + "\nHits: " + str(sx) + "\nS1:" + str(s1) + " S2:" + str(s2)
 690              s = s + "\nAv D: " + str(sa) + "\nCh lim: " + str(sy)
 691
 692          self.myform['lmst_high'].set_value(s)
 693
 694          #
 695          # Write data out to recording files
 696          #
 697          if self.setimode == False:
 698              self.write_continuum_data(x,sidtime)
 699              self.write_spectral_data(self.fft_outbuf,sidtime)
 700
 701          else:
 702              self.seti_analysis(self.fft_outbuf,sidtime)
 703              now = time.time()
 704              if ((self.scanning == True) and ((now - self.seti_then) > self.setifreq_timer)):
 705                  self.seti_then = now
 706                  self.setifreq_current = self.setifreq_current + self.fft_input_rate
 707                  if (self.setifreq_current > self.setifreq_upper):
 708                      self.setifreq_current = self.setifreq_lower
 709                  self.set_freq(self.setifreq_current)
 710                  # Make sure we zero-out the hits array when changing
 711                  #   frequency.
 712                  self.hits_array[:,:] = 0.0
 713                  self.hit_intensities[:,:] = 0.0
 714
 715     def fft_outfunc(self,data,l):
 716         self.fft_outbuf=data
 717
 718     def write_continuum_data(self,data,sidtime):
 719
 720         # Create localtime structure for producing filename
 721         foo = time.localtime()
 722         pfx = self.prefix
 723         filenamestr = "%s/%04d%02d%02d%02d" % (pfx, foo.tm_year,
 724            foo.tm_mon, foo.tm_mday, foo.tm_hour)
 725
 726         # Open the data file, appending
 727         continuum_file = open (filenamestr+".tpdat","a")
 728
 729         flt = "%6.3f" % data
 730         inter = self.decln
 731         integ = self.integ
 732         fc = self.observing
 733         fc = fc / 1000000
 734         bw = self.bw
 735         bw = bw / 1000000
 736         ga = self.gain
 737
 738         now = time.time()
 739
 740         #
 741         # If time to write full header info (saves storage this way)
 742         #
 743         if (now - self.continuum_then > 20):
 744             self.sun.compute(self.locality)
 745             enow = ephem.now()
 746             sun_insky = "Down"
 747             self.sunstate = "Dn"
 748             if ((self.sun.rise_time < enow) and (enow < self.sun.set_time)):
 749                sun_insky = "Up"
 750                self.sunstate = "Up"
 751             self.continuum_then = now
 752
 753             continuum_file.write(str(ephem.hours(sidtime))+" "+flt+" Dn="+str(inter)+",")
 754             continuum_file.write("Ti="+str(integ)+",Fc="+str(fc)+",Bw="+str(bw))
 755             continuum_file.write(",Ga="+str(ga)+",Sun="+str(sun_insky)+"\n")
 756         else:
 757             continuum_file.write(str(ephem.hours(sidtime))+" "+flt+"\n")
 758
 759         continuum_file.close()
 760         return(data)
 761
 762     def write_spectral_data(self,data,sidtime):
 763
 764         now = time.time()
 765         delta = 10
 766
 767         # If time to write out spectral data
 768         # We don't write this out every time, in order to
 769         #   save disk space.  Since the spectral data are
 770         #   typically heavily averaged, writing this data
 771         #   "once in a while" is OK.
 772         #
 773         if (now - self.spectral_then >= delta):
 774             self.spectral_then = now
 775
 776             # Get localtime structure to make filename from
 777             foo = time.localtime()
 778
 779             pfx = self.prefix
 780             filenamestr = "%s/%04d%02d%02d%02d" % (pfx, foo.tm_year,
 781                foo.tm_mon, foo.tm_mday, foo.tm_hour)
 782
 783             # Open the file
 784             spectral_file = open (filenamestr+".sdat","a")
 785
 786             # Setup data fields to be written
 787             r = data
 788             inter = self.decln
 789             fc = self.observing
 790             fc = fc / 1000000
 791             bw = self.bw
 792             bw = bw / 1000000
 793             av = self.avg_alpha
 794
 795             # Write those fields
 796             spectral_file.write("data:"+str(ephem.hours(sidtime))+" Dn="+str(inter)+",Fc="+str(fc)+",Bw="+str(bw)+",Av="+str(av))
 797             spectral_file.write (" [ ")
 798             for r in data:
 799                 spectral_file.write(" "+str(r))
 800
 801             spectral_file.write(" ]\n")
 802             spectral_file.close()
 803             return(data)
 804
 805         return(data)
 806
 807     def seti_analysis(self,fftbuf,sidtime):
 808         l = len(fftbuf)
 809         x = 0
 810         hits = []
 811         hit_intensities = []
 812         if self.seticounter < self.setitimer:
 813             self.seticounter = self.seticounter + 1
 814             return
 815         else:
 816             self.seticounter = 0
 817
 818         # Run through FFT output buffer, computing standard deviation (Sigma)
 819         avg = 0
 820         # First compute average
 821         for i in range(0,l):
 822             avg = avg + fftbuf[i]
 823         avg = avg / l
 824
 825         sigma = 0.0
 826         # Then compute standard deviation (Sigma)
 827         for i in range(0,l):
 828             d = fftbuf[i] - avg
 829             sigma = sigma + (d*d)
 830
 831         sigma = Numeric.sqrt(sigma/l)
 832
 833         #
 834         # Snarfle through the FFT output buffer again, looking for
 835         #    outlying data points
 836
 837         start_f = self.observing - (self.fft_input_rate/2)
 838         current_f = start_f
 839         l = len(fftbuf)
 840         f_incr = self.fft_input_rate / l
 841         hit = -1
 842
 843         # -nyquist to DC
 844         for i in range(l/2,l):
 845             #
 846             # If current FFT buffer has an item that exceeds the specified
 847             #  sigma
 848             #
 849             if ((fftbuf[i] - avg) > (self.setik * sigma)):
 850                 hits.append(current_f)
 851                 hit_intensities.append(fftbuf[i])
 852             current_f = current_f + f_incr
 853
 854         # DC to nyquist
 855         for i in range(0,l/2):
 856             #
 857             # If current FFT buffer has an item that exceeds the specified
 858             #  sigma
 859             #
 860             if ((fftbuf[i] - avg) > (self.setik * sigma)):
 861                 hits.append(current_f)
 862                 hit_intensities.append(fftbuf[i])
 863             current_f = current_f + f_incr
 864
 865         # No hits
 866         if (len(hits) <= 0):
 867             return
 868
 869
 870         #
 871         # OK, so we have some hits in the FFT buffer
 872         #   They'll have a rather substantial gauntlet to run before
 873         #   being declared a real "hit"
 874         #
 875
 876         # Update stats
 877         self.s1hitcounter = self.s1hitcounter + len(hits)
 878
 879         # Weed out buffers with an excessive number of
 880         #   signals above Sigma
 881         if (len(hits) > self.nhits):
 882             return
 883
 884
 885         # Weed out FFT buffers with apparent multiple narrowband signals
 886         #   separated significantly in frequency.  This means that a
 887         #   single signal spanning multiple bins is OK, but a buffer that
 888         #   has multiple, apparently-separate, signals isn't OK.
 889         #
 890         last = hits[0]
 891         ns2 = 1
 892         for i in range(1,len(hits)):
 893             if ((hits[i] - last) > (f_incr*3.0)):
 894                 return
 895             last = hits[i]
 896             ns2 = ns2 + 1
 897
 898         self.s2hitcounter = self.s2hitcounter + ns2
 899
 900         #
 901         # Run through all available hit buffers, computing difference between
 902         #   frequencies found there, if they're all within the chirp limits
 903         #   declare a good hit
 904         #
 905         good_hit = False
 906         f_ds = Numeric.zeros(self.nhitlines, Numeric.Float64)
 907         avg_delta = 0
 908         k = 0
 909         for i in range(0,min(len(hits),len(self.hits_array[:,0]))):
 910             f_ds[0] = abs(self.hits_array[i,0] - hits[i])
 911             for j in range(1,len(f_ds)):
 912                f_ds[j] = abs(self.hits_array[i,j] - self.hits_array[i,0])
 913                avg_delta = avg_delta + f_ds[j]
 914                k = k + 1
 915
 916             if (self.seti_isahit (f_ds)):
 917                 good_hit = True
 918                 self.hitcounter = self.hitcounter + 1
 919                 break
 920
 921         if (avg_delta/k < (self.seti_fft_bandwidth/2)):
 922             self.avgdelta = avg_delta / k
 923
 924         # Save 'n shuffle hits
 925         #  Old hit buffers percolate through the hit buffers
 926         #  (there are self.nhitlines of these buffers)
 927         #  and then drop off the end
 928         #  A consequence is that while the nhitlines buffers are filling,
 929         #  you can get some absurd values for self.avgdelta, because some
 930         #  of the buffers are full of zeros
 931         for i in range(self.nhitlines,1):
 932             self.hits_array[:,i] = self.hits_array[:,i-1]
 933             self.hit_intensities[:,i] = self.hit_intensities[:,i-1]
 934
 935         for i in range(0,len(hits)):
 936             self.hits_array[i,0] = hits[i]
 937             self.hit_intensities[i,0] = hit_intensities[i]
 938
 939         # Finally, write the hits/intensities buffer
 940         if (good_hit):
 941             self.write_hits(sidtime)
 942
 943         return
 944
 945     def seti_isahit(self,fdiffs):
 946         truecount = 0
 947
 948         for i in range(0,len(fdiffs)):
 949             if (fdiffs[i] >= self.CHIRP_LOWER and fdiffs[i] <= self.CHIRP_UPPER):
 950                 truecount = truecount + 1
 951
 952         if truecount == len(fdiffs):
 953             return (True)
 954         else:
 955             return (False)
 956
 957     def write_hits(self,sidtime):
 958         # Create localtime structure for producing filename
 959         foo = time.localtime()
 960         pfx = self.prefix
 961         filenamestr = "%s/%04d%02d%02d%02d" % (pfx, foo.tm_year,
 962            foo.tm_mon, foo.tm_mday, foo.tm_hour)
 963
 964         # Open the data file, appending
 965         hits_file = open (filenamestr+".seti","a")
 966
 967         # Write sidtime first
 968         hits_file.write(str(ephem.hours(sidtime))+" "+str(self.decln)+" ")
 969
 970         #
 971         # Then write the hits/hit intensities buffers with enough
 972         #   "syntax" to allow parsing by external (not yet written!)
 973         #   "stuff".
 974         #
 975         for i in range(0,self.nhitlines):
 976             hits_file.write(" ")
 977             for j in range(0,self.nhits):
 978                 hits_file.write(str(self.hits_array[j,i])+":")
 979                 hits_file.write(str(self.hit_intensities[j,i])+",")
 980         hits_file.write("\n")
 981         hits_file.close()
 982         return
 983
 984     def xydfunc(self,xyv):
 985         if self.setimode == True:
 986             return
 987         magn = int(Numeric.log10(self.observing))
 988         if (magn == 6 or magn == 7 or magn == 8):
 989             magn = 6
 990         dfreq = xyv[0] * pow(10.0,magn)
 991         ratio = self.observing / dfreq
 992         vs = 1.0 - ratio
 993         vs *= 299792.0
 994         if magn >= 9:
 995            xhz = "Ghz"
 996         elif magn >= 6:
 997            xhz = "Mhz"
 998         elif magn <= 5:
 999            xhz =  "Khz"
1000         s = "%.6f%s\n%.3fdB" % (xyv[0], xhz, xyv[1])
1001         s2 = "\n%.3fkm/s" % vs
1002         self.myform['spec_data'].set_value(s+s2)
1003
1004     def xydfunc_waterfall(self,pos):
1005         lower = self.observing - (self.seti_fft_bandwidth / 2)
1006         upper = self.observing + (self.seti_fft_bandwidth / 2)
1007         binwidth = self.seti_fft_bandwidth / 1024
1008         s = "%.6fMHz" % ((lower + (pos.x*binwidth)) / 1.0e6)
1009         self.myform['spec_data'].set_value(s)
1010
1011     def toggle_cal(self):
1012         if (self.calstate == True):
1013           self.calstate = False
1014           self.u.write_io(0,0,(1<<15))
1015           self.calibrator.SetLabel("Calibration Source: Off")
1016         else:
1017           self.calstate = True
1018           self.u.write_io(0,(1<<15),(1<<15))
1019           self.calibrator.SetLabel("Calibration Source: On")
1020
1021     def toggle_annotation(self):
1022         if (self.annotate_state == True):
1023           self.annotate_state = False
1024           self.annotation.SetLabel("Annotation: Off")
1025         else:
1026           self.annotate_state = True
1027           self.annotation.SetLabel("Annotation: On")
1028     #
1029     # Turn scanning on/off
1030     # Called-back by "Recording" button
1031     #
1032     def toggle_scanning(self):
1033         # Current scanning?  Flip state
1034         if (self.scanning == True):
1035           self.scanning = False
1036           self.scan_control.SetLabel("Scan: Off")
1037         # Not scanning
1038         else:
1039           self.scanning = True
1040           self.scan_control.SetLabel("Scan: On ")
1041
1042     def set_pd_offset(self,offs):
1043          self.myform['offset'].set_value(offs)
1044          self.calib_offset=offs
1045          x = self.calib_coeff / 100.0
1046          self.cal_offs.set_k(offs*(x*8000))
1047
1048     def set_pd_gain(self,gain):
1049          self.myform['dcgain'].set_value(gain)
1050          self.cal_mult.set_k(gain*0.01)
1051          self.calib_coeff = gain
1052          x = gain/100.0
1053          self.cal_offs.set_k(self.calib_offset*(x*8000))
1054
1055     def compute_notch_taps(self,notchlist):
1056          NOTCH_TAPS = 256
1057          tmptaps = Numeric.zeros(NOTCH_TAPS,Numeric.Complex64)
1058          binwidth = self.bw / NOTCH_TAPS
1059
1060          for i in range(0,NOTCH_TAPS):
1061              tmptaps[i] = complex(1.0,0.0)
1062
1063          for i in notchlist:
1064              diff = i - self.observing
1065              if i == 0:
1066                  break
1067              if (diff > 0):
1068                  idx = diff / binwidth
1069                  idx = int(idx)
1070                  if (idx < 0 or idx > (NOTCH_TAPS/2)):
1071                      break
1072                  tmptaps[idx] = complex(0.0, 0.0)
1073
1074              if (diff < 0):
1075                  idx = -diff / binwidth
1076                  idx = (NOTCH_TAPS/2) - idx
1077                  idx = int(idx+(NOTCH_TAPS/2))
1078                  if (idx < 0 or idx > (NOTCH_TAPS)):
1079                      break
1080                  tmptaps[idx] = complex(0.0, 0.0)
1081
1082          self.notch_taps = FFT.inverse_fft(tmptaps)
1083
1084 def main ():
1085     app = stdgui.stdapp(app_flow_graph, "RADIO ASTRONOMY SPECTRAL/CONTINUUM RECEIVER: $Revision$", nstatus=1)
1086     app.MainLoop()
1087
1088 if __name__ == '__main__':
1089     main ()