交流电压标准源是航天工业、武器装备、核工业和精密仪器中重要的标准仪器,低失真标准源为校准检定工作提高准确度和可靠性。其技术指标随着科技的迅速发展而不断提高,国内在该方面的研究与开发起步较晚,相关产品失真大、频带窄、不确定度差。因此,本论文研究标准源低失真、宽频带和精度提升技术,研制满足国防电学计量标准需求的标准设备。本论文的具体研究内容如下:首先,针对标准源的指标要求分析设计重难点,对低失真交流电压标准源关键技术进行研究。对正弦波发生技术进行失真分析和频率合成方法研究,确定交流电压发生方案。基于双积分振荡器设计相位补偿和稳幅控制,减小由器件寄生参数与非线性带来的失真。采用锁相环技术设计标准源宽频带频率分级调节方案,在1MHz频带宽度中提高输出频率稳定性和分辨率。结合对关键技术的研究和指标提升策略,制定低失真标准源系统总体方案。其次,进行系统误差分析与分配,提出误差抑制策略,结合闭环控制思想,完成硬件电路设计和关键器件选型。标准源系统主要包括交流电压产生电路、频率控制电路、基准电路和精密闭环反馈电路。采用幅值检测器、误差积分器和乘法器构成闭环系统,实现稳幅输出;研究电阻网络拓扑结构,设计8位数控反比例电阻器,实现对输出振荡频率的线性调节;基于压控特性设计双积分压控振荡器,研究电荷泵锁相技术,实现锁频锁相;构建增益控制闭环系统和幅值粗细调结构,以基于PWM的精密可调直流源为基准,采用反馈直流的方式设计精密反馈电路,完成设定电压输出并保证输出精度。再次,进行软件编程设计,基于stm32设计程序实现对系统模拟开关,继电器、功能芯片以及FPGA的控制,根据命令格式进行上位机命令解析,输出控制信号,并采用线性拟合进行校准;设计FPGA内部逻辑,基于计数原理产生多路PWM信号和基准方波信号;设计标准源输出可视化界面,实现人机交互。最后,搭建低失真交流电压标准源实验测试平台,对标准源关键模块输出进行实验验证,采用安捷伦3458A、吉时利2016P和普源精电DSA800对标准源进行测试和校准,评定标准源各个量程的频率稳定性、波形失真度和不确定度。结果表明,研制的交流电压标准源输出均满足指标要求。