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PAGE 1 本科实验报告 实验名称：万用表的设计与仿真 课程名称： 电路分析基础 实验时间： 2022年5月 任课教师： 王文华 实验地点： 线上 实验教师： 张峰、张勇强 实验类型： □原理验证 √综合设计 □自主创新 学生姓名： 叶修铭 学号/班级： 1120211836/2117 组号： 无 学院： 睿信书院 同组搭档： 无 专业： 信息科学技术 成绩： 一、实验任务 1. 完成一台指针式万用表的电路设计 2. 用Multisim软件对其继续仿真 二、实验目的 1. 初步了解电路设计的思路。 2. 巩固电路理论知识并提高综合应用和分析设计能力。 3. 初步掌握Multisim仿真软件的使用方法，能够应用 仿真软件进行电路设计及分析 三、设计要求 1. 分流器为所有量程共用。 2. 档位设计要求： (1)直流电流测量量程分4档 0.75mA；2.5mA；5mA；25mA (2)直流电压测量量程分3档 5V；15V；50V (3)交流电压测量量程分2档 10V；250V (4)直流电阻测量量程分3档 R?1?； R?10?； R?100? (5) 直流电流0.75mA档和直流电压5V档共用 四、参数计算 1. 直流电流模块 电路图、元件参数计算 2. 直流电压模块 电路图、元件参数计算 3. 交流电压模块 电路图、元件参数计算 4. 电阻模块 电路图、元件参数计算 5. 电路设计总图 五、软件仿真 1. 直流电流模块 根据要求选用300Ω，满度电流为0.5mA的电流表，根据挡位要求，计算出18、72、90、420四个分流电阻，采用单刀四掷开关分出三个挡位，连接完成后，用不同值直流电流源仿真运行，结果与理论误差十分小。（7.5mA挡位在与5V电压共用） 2. 直流电压模块 根据要求共用一个分流器，并用计算得到的三个分压电阻，同样也。 是采用单刀四掷开关，连接完成后用不同值直流电压源测量，误差非常小，可不计 3. 交流电压模块 采用半波整流，共用一个分流器，根据计算求得两个电阻，采用单刀四掷开关，连接完成后，对Re1用5.5kΩ滑动电阻调试后，原来理论值5.3856kΩ，调试值为98.9/100*5.5kΩ=5.4395kΩ，同理对Re2原来理论值为144.144kΩ，用144.15kΩ的滑动变阻器，调试值为99.9/100*144.15kΩ=144.006kΩ。 4. 电阻模块（如果选做了，完成该部分） 在接1.5V电源和1.2V电源的情况下分别测出Rc，再取算术平均值，可由并联关系求出另外两个电阻，同样共用一个分流器，同时加上一条由单刀开关控制的导线并联在测试电阻上便于调零，Rc理论值为1282.01Ω，经调试后，仿真值为1282.15Ω左右。 5. 显示子电路（如果选做了，完成该部分） 仿真电路图、仿真过程简述 6. 整体仿真 对于四个模块的整合，因为考虑分流器是模块共用的，我首先是连接分流器的部分，对于开关选择，我调出了一的10掷的开关，还有一的单刀四掷的，然后开始连接直流电流模块，依次是电压，交流电压，最后是电阻，完成连接后，我在将模块都整合到一个10掷开关上，最后调节了一下布局，完成模块颜色分类，首先用原来的理论值调试，出现了一个问题，就是我测量交流电压的时候，读数总是不对，后来调了好几遍，才发现是由于开关S6没有掷到空挡上，然后导致电路混接了，最后我把之前单独仿真得到的的实际测量值放进去又运行了一遍，和之前单独仿真情况一致。 7. 创新点（如果有创新点，完成该部分） 我加了电阻模块，所以应有11个接口，我选用的是单刀10掷开关，其中三个电流接口，还有三个直流电压接口（包括一个共用的直流7.5mA档）还有两个交流的接口，共连接8个，控制八个挡位，然后我设计将其中一个开关连接到另一个单刀四掷开关，控制其他三个电阻测量档，当打开时即接Rx100档，（当不用时应该打开，避免用其他挡位时回流，造成错误，这也是调试的时候发现的），这样比我用多个单刀多掷开关方便得多，也更简洁；另外加了一条单刀开关控制的调零线路，便于调零。 六、心得体会 整个过程应该是有很多的感受的。 这对于我来说是比较难的，因为我发现我的实践能力是不够的，从我做物理实验也可以发现，而这个实验在老师的引导下取自主探究，实践性还是很高的，而我感觉我明显比我周围的人进行的更加慢。 这个过程还是有很多收获的，除了一些理论知识还有对软件的操作外，更多的是对知识，对实践探究的感受，一种体验，我觉得还是很有趣的。 我也是通过自己实践了解电路分析是什么，初步体验他是什么样的，另外就思自己对设计电路这方面由了新的理解，产生有一定的兴趣，如果有机会，自己也可以捣鼓捣鼓，学一学。