周松斌 林创鲁 刘洋 黄可嘉

（1.华南理工大学机械与汽车工程学院 2.广东省科学院自动化工程研制中心）

1 引言

直流标准电压源可输出精密的直流电压信号，作为直流电压的计量检定、精密测量和校验的基准[1,2]，在工矿企事业、科研、国防军工、仪表生产制造、质监等部门广泛使用，具有广阔的开发与应用前景，成为人们长期关注和努力的研究热点。

标准电压源生产厂家主要有美国福禄克公司、日本横河、上海苏特等。输出精度在 20×10-6以下的产品，多数是电压固定型。为了高稳定度和高精度，这些产品缺乏电压可调、可控功能，产品性价比不高，使用范围受限。

近年来，集成电路迅猛发展，各种基于新技术的数模变换器（Digital-to-Analog Converter，DAC）芯片陆续出现，为电压可调、可控的高精度标准电压源的实现提供了新的解决方法。本文提出一种高精度可调标准电压源方案，并通过实验验证方案的可行性。

2 原理设计

高精度可调标准电压源主要设计指标：电压输出范围 0V～10V，分辨率 1μV，输出精度为±(10×10-6+10μV）。

整机原理框图如图1所示，包含高稳定度基准电压模块、双通道PWM 闭环电压调节模块、双DAC可编程电压输出模块、低噪声电源模块和中央处理模块。为实现高精度可调、可控标准电压输出，主要思路是：先由高稳定度基准电压模块输出稳定的7V固定电压，接着双通道脉宽调制（Pulse Width Modulation，PWM）闭环电压调节模块通过两路的PWM 调制把电压提升到高稳定的 10V，由双 DAC实现可编程20位数模转换输出0V到10V的高稳定度电压。低噪声电源模块用于提供各模块所需直流电压，中央处理模块包含CPU及各类接口。……