变频调压信号源能够输出频率、幅值在一定范围内任意可调的正弦电压,广泛应用于新能源装备阻抗测量、电气设备测试、医疗设备供电等领域。然而,现有的变频调压信号源仍有许多不足之处:在输出电压幅值较低时,波形质量会显著恶化;在数字控制下,难以通过查正弦表的方式产生任意频率的调制波;在采用PI控制器时,输出电压存在明显的稳态误差。本文针对以上问题,对数字化变频调压信号源进行了详细的理论分析和方案设计,主要工作与研究包括:首先,从机理上详细分析了在单级倍频SPWM调制下,调制比对死区效应产生的影响,并推导出低次谐波含量LHD的表达式。设计了DC/DC变换器与PWM逆变器的级联结构,在输出电压幅值较低时,通过降低PWM逆变器的直流母线电压来获得较大的调制比,降低死区效应的影响,从而改善输出电压的波形质量。其次,设计了一种适用于数字控制的变频查表算法,该算法通过引入高分辨率的相位指针,可以通过查正弦表的方式产生任意频率的调制波,从而使变频调压信号源可以输出任意频率的电压。还通过判断与转移算法,以四分之一周期正弦表代替完整周期的正弦表,减小了正弦表占用的内存空间。然后,设计了电容电压外环、电感电流内环的双环控制方案,考虑到PR控制器仅对单一频率起作用不适用于输出电压频率可调的场合,决定采用PI控制器,并设计了相应的控制器参数。为了解决PI控制器无法准确跟踪交流指令的难题,提出了电压指令前馈的控制策略,从而基本消除了输出电压的稳态误差。将数字控制产生的延时也考虑在内,使系统模型更为精确,参数设计更为合理。最后,借助MATLAB平台对本文所提控制技术进行仿真分析,并搭建了一台20k VA的数字化变频调压信号源样机进行实验验证。仿真与实验结果均表明,本文所设计的变频调压信号源实现了输出电压的频率、幅值在10Hz～400Hz、100V～220V（RMS）范围内任意可调,基本无频率偏差与稳态误差,并具有良好的波形质量。