基于LabVIEW和Multisim的大容量應答器BPSK發射電路仿真

葉軻 侯艷 房海云

摘 ? 要：應答器是車地信號傳輸系統中重要組成部分，大容量應答器在既有應答器傳輸FSK信號的基礎上增加了PSK信號的傳輸，提升了數據容量。本文提出了一種基于LabVIEW和Multisim的大容量應答器BPSK發射電路的仿真方法，使用Multisim設計并搭建BPSK發射電路模型，用LabVIEW開發具有信息編碼功能與交互功能的仿真人機界面。本方法不僅實現了數模聯合仿真，而且還有具有人機交互性好、可擴展性強等特點，也可用于其他數模電路應用設計的仿真。

關鍵詞：應答器 ?LabVIEW ?Multisim ?BPSK ?仿真

中圖分類號：TM73 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：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

應答器是車地傳輸系統中的重要構成部分，用于向車載設備傳輸位置信息、線路速度等線路參數。大容量應答器在既有應答器傳輸FSK信號的基礎上增加了PSK信號的傳輸，提升了數據容量，可以減少實際應用中應答器的使用數量。

在進行大容量應答器電路設計開發時，驗證BPSK發射電路與信息控制的數字電路混合搭建的物理原型設計的理論可行性，多數是模擬電路與數字電路分別進行仿真，聯合仿真的關聯性差，操作人員與計算機交互性差，且無法開展實時的聯合仿真。

本文提出一種基于LabVIEW和Multisim的大容量應答器BPSK發射電路仿真方法。首先在Multisim中設計并搭建發射電路的模型，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開發具有信息編碼功能與人機交互功能的仿真界面，最后在LabVIEW中導入發射電路的仿真模型進行數模聯合仿真。

1 ?仿真平臺的建模

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

3 ?仿真過程與結果

為使仿真過程具有良好的交互性，運行程序放置了提供人機交互的“Start”、“Pause”、“Stop”相關功能按鈕以及調整仿真參數的“Index”、“Freq”輸入按鈕，最后以圖形的方式顯示仿真結果。

打開仿真程序后，首先填寫仿真的報文信息以及碼率信息，填寫完成后點擊“Start”按鈕，啟動仿真程序。程序運行時是一個動態過程，本文以“01011……”報文信息，282kHz碼率的為例，分別在Index、Freq中設置參數。仿真結果如圖3所示，紅色曲線代表調制后的BPSK信號，藍色曲線代表報文信息，X軸表示時間，Y軸表示電壓。“Pause”按鈕是暫停仿真的功能按鈕，可以暫停當前正在進行的仿真。

4 ?結語

本文以大容量應答器BPSK發射電路為例，將LabVIEW與Multisim兩個仿真軟件結合起來，實現數模聯合的仿真實驗.該方法在保證數模電路聯合仿真的同時，提高了仿真過程的人機交互，并通過圖形化界面明顯辨識出仿真結果。除此，該仿真方案運行方式靈活，可擴展性強，加快了物理原型設計的驗證。同時也可用于其他數模電路應用設計的仿真。

參考文獻

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