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