基于LabVIEW和Multisim的大容量應(yīng)答器BPSK發(fā)射電路仿真

葉軻 侯艷 房海云

摘 ? 要：應(yīng)答器是車地信號(hào)傳輸系統(tǒng)中重要組成部分，大容量應(yīng)答器在既有應(yīng)答器傳輸FSK信號(hào)的基礎(chǔ)上增加了PSK信號(hào)的傳輸，提升了數(shù)據(jù)容量。本文提出了一種基于LabVIEW和Multisim的大容量應(yīng)答器BPSK發(fā)射電路的仿真方法，使用Multisim設(shè)計(jì)并搭建BPSK發(fā)射電路模型，用LabVIEW開發(fā)具有信息編碼功能與交互功能的仿真人機(jī)界面。本方法不僅實(shí)現(xiàn)了數(shù)模聯(lián)合仿真，而且還有具有人機(jī)交互性好、可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，也可用于其他數(shù)模電路應(yīng)用設(shè)計(jì)的仿真。

關(guān)鍵詞：應(yīng)答器 ?LabVIEW ?Multisim ?BPSK ?仿真

中圖分類號(hào)：TM73 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：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

應(yīng)答器是車地傳輸系統(tǒng)中的重要構(gòu)成部分，用于向車載設(shè)備傳輸位置信息、線路速度等線路參數(shù)。大容量應(yīng)答器在既有應(yīng)答器傳輸FSK信號(hào)的基礎(chǔ)上增加了PSK信號(hào)的傳輸，提升了數(shù)據(jù)容量，可以減少實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)答器的使用數(shù)量。

在進(jìn)行大容量應(yīng)答器電路設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)，驗(yàn)證BPSK發(fā)射電路與信息控制的數(shù)字電路混合搭建的物理原型設(shè)計(jì)的理論可行性，多數(shù)是模擬電路與數(shù)字電路分別進(jìn)行仿真，聯(lián)合仿真的關(guān)聯(lián)性差，操作人員與計(jì)算機(jī)交互性差，且無法開展實(shí)時(shí)的聯(lián)合仿真。

本文提出一種基于LabVIEW和Multisim的大容量應(yīng)答器BPSK發(fā)射電路仿真方法。首先在Multisim中設(shè)計(jì)并搭建發(fā)射電路的模型，定義仿真模型的端口，其中IO1為輸入端口，IO2、IO3為輸出端口。其次利用LabVIEW開發(fā)具有信息編碼功能與人機(jī)交互功能的仿真界面，最后在LabVIEW中導(dǎo)入發(fā)射電路的仿真模型進(jìn)行數(shù)模聯(lián)合仿真。

1 ?仿真平臺(tái)的建模

編碼單元CODE模塊根據(jù)仿真公式（4）（5）（6）描述的含義，通過系統(tǒng)的時(shí)間戳、編碼信號(hào)的頻率、以及編碼信息計(jì)算出符合用戶設(shè)置的電壓輸出，電壓的輸出值為直接輸出Multisim中電路仿真模型IO1端口。

3 ?仿真過程與結(jié)果

為使仿真過程具有良好的交互性，運(yùn)行程序放置了提供人機(jī)交互的“Start”、“Pause”、“Stop”相關(guān)功能按鈕以及調(diào)整仿真參數(shù)的“Index”、“Freq”輸入按鈕，最后以圖形的方式顯示仿真結(jié)果。

打開仿真程序后，首先填寫仿真的報(bào)文信息以及碼率信息，填寫完成后點(diǎn)擊“Start”按鈕，啟動(dòng)仿真程序。程序運(yùn)行時(shí)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，本文以“01011……”報(bào)文信息，282kHz碼率的為例，分別在Index、Freq中設(shè)置參數(shù)。仿真結(jié)果如圖3所示，紅色曲線代表調(diào)制后的BPSK信號(hào)，藍(lán)色曲線代表報(bào)文信息，X軸表示時(shí)間，Y軸表示電壓。“Pause”按鈕是暫停仿真的功能按鈕，可以暫停當(dāng)前正在進(jìn)行的仿真。

4 ?結(jié)語

本文以大容量應(yīng)答器BPSK發(fā)射電路為例，將LabVIEW與Multisim兩個(gè)仿真軟件結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)數(shù)模聯(lián)合的仿真實(shí)驗(yàn).該方法在保證數(shù)模電路聯(lián)合仿真的同時(shí)，提高了仿真過程的人機(jī)交互，并通過圖形化界面明顯辨識(shí)出仿真結(jié)果。除此，該仿真方案運(yùn)行方式靈活，可擴(kuò)展性強(qiáng)，加快了物理原型設(shè)計(jì)的驗(yàn)證。同時(shí)也可用于其他數(shù)模電路應(yīng)用設(shè)計(jì)的仿真。

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