多功能校准源是电学计量体系中重要的组成部分,广泛地应用在全国各个计量站和科研院所中。多功能校准源能实现交直流电压、电流以及阻抗等常见基本电学量标准信号的输出,量程宽且操作简单,对使用人员十分友好,在校准数字万用表方面发挥着无可替代的作用。针对目前国内多功能校准源产品与国外先进产品之间的差距,推动实现精密仪器国产化,本课题将对多功能校准源的总体结构和直流基准部分进行深入研究,设计并绘制多功能校准源的系统底板,为搭建多功能校准源系统提供硬件基础;还将设计并实现高分辨率高稳定性可调直流基准源,能实现1u V分辨率和6.5u Vpp噪声电压的指标。具体内容包括:首先,从系统总体的角度深入分入分析多功能校准源的结构,从多功能校准源系统中各个子板的位置分布和数模信号的排布与传输等方面,阐述多功能校准源底板的总体结构。同时,明确多功能校准源的功能需求和性能指标,通过误差分配与综合找出决定多功能校准源输出精度与稳定性的关键电路部分。其次,针对多功能校准源中关键部分电路高分辨率高稳定性可调直流基准,提出一种基于双路PWM调制的实现方案,对可调直流基准中各级电路的噪声电压传递和计算进行分析,并阐述实现高分辨率和高稳定性的可行方案,根据指标要求对基准源芯片和精密运算放大器进行选型。再次,进行高分辨率高稳定性可调直流基准硬件电路和软件的设计与实现。硬件电路包括基于LTZ1000的基准源电路、电荷泵倒相电路、无漂移滤波器等部分,并在仿真软件LTspice和Multisim中对各级电路进行仿真分析。软件部分包括上位机的编写和串口通信的命令协议格式,以及校正补偿算法的设计与实现。最后,利用八位半数字万用表和上位机软件搭建可调直流基准源测试平台,对可调基准各级电路的输出进行多次重复测量,比较校正补偿前后的测试结果。测试结果表明,本课题设计可调直流基准满足分辨率和稳定性的指标要求。