基于LabVIEW和Multisim的大容量应答器BPSK发射电路仿真

来源:用户上传      作者:叶轲 侯艳 房海云

　　摘   要：应答器是车地信号传输系统中重要组成部分，大容量应答器在既有应答器传输FSK信号的基础上增加了PSK信号的传输，提升了数据容量。本文提出了一种基于LabVIEW和Multisim的大容量应答器BPSK发射电路的仿真方法，使用Multisim设计并搭建BPSK发射电路模型，用LabVIEW开发具有信息编码功能与交互功能的仿真人机界面。本方法不仅实现了数模联合仿真，而且还有具有人机交互性好、可扩展性强等特点，也可用于其他数模电路应用设计的仿真。
　　关键词：应答器  LabVIEW  Multisim  BPSK  仿真
　　中图分类号：TM73                                  文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2020）01（a）-0116-02
　　Abstract： Balise is an important part of the train signal transmission system. The large-capacity balise， which is designed by the basis of the existing balise FSK signals transmission， increases the transmission of PSK signals and improves the data capacity. A novel simulation method on BPSK transmission circuit of large-capacity balise is presented by using LabVIEW and Multisim. On one hand， a Multisim model of BPSK transmission circuit of large-capacity balise is designed and built. On the other hand， the human-machine interface and coding function are developed by LabVIEW. The co-simulating method of LabVIEW and Multisim has advantages such as friendly interface and high extendibility， and it can be used for simulation of other digital and analog circuit application design.
　　Key Words： Balise; LabVIEW; Multisim; BPSK; Simulation
　　应答器是车地传输系统中的重要构成部分，用于向车载设备传输位置信息、线路速度等线路参数。大容量应答器在既有应答器传输FSK信号的基础上增加了PSK信号的传输，提升了数据容量，可以减少实际应用中应答器的使用数量。
　　在进行大容量应答器电路设计开发时，验证BPSK发射电路与信息控制的数字电路混合搭建的物理原型设计的理论可行性，多数是模拟电路与数字电路分别进行仿真，联合仿真的关联性差，操作人员与计算机交互性差，且无法开展实时的联合仿真。
　　本文提出一种基于LabVIEW和Multisim的大容量应答器BPSK发射电路仿真方法。首先在Multisim中設计并搭建发射电路的模型，定义仿真模型的端口，其中IO1为输入端口，IO2、IO3为输出端口。其次利用LabVIEW开发具有信息编码功能与人机交互功能的仿真界面，最后在LabVIEW中导入发射电路的仿真模型进行数模联合仿真。
　　1  仿真平台的建模
　　编码单元CODE模块根据仿真公式（4）（5）（6）描述的含义，通过系统的时间戳、编码信号的频率、以及编码信息计算出符合用户设置的电压输出，电压的输出值为直接输出Multisim中电路仿真模型IO1端口。
　　3  仿真过程与结果
　　为使仿真过程具有良好的交互性，运行程序放置了提供人机交互的“Start”、“Pause”、“Stop”相关功能按钮以及调整仿真参数的“Index”、“Freq”输入按钮，最后以图形的方式显示仿真结果。
　　打开仿真程序后，首先填写仿真的报文信息以及码率信息，填写完成后点击“Start”按钮，启动仿真程序。程序运行时是一个动态过程，本文以“01011……”报文信息，282kHz码率的为例，分别在Index、Freq中设置参数。仿真结果如图3所示，红色曲线代表调制后的BPSK信号，蓝色曲线代表报文信息，X轴表示时间，Y轴表示电压。“Pause”按钮是暂停仿真的功能按钮，可以暂停当前正在进行的仿真。
　　4  结语
　　本文以大容量应答器BPSK发射电路为例，将LabVIEW与Multisim两个仿真软件结合起来，实现数模联合的仿真实验.该方法在保证数模电路联合仿真的同时，提高了仿真过程的人机交互，并通过图形化界面明显辨识出仿真结果。除此，该仿真方案运行方式灵活，可扩展性强，加快了物理原型设计的验证。同时也可用于其他数模电路应用设计的仿真。
　　参考文献
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