集成电路测试仪已成为测试技术必不可少的设备之一,一台测试仪的好坏主要取决于其测量精度、速度和稳定性能,目前国内对测试仪速度方面的研究很多,但在测试精度上仍远远落后于发达国家。测试仪的测量方法主要有施加电压测量电流(FVMI)及施加电流测量电压(FIMV),因此需要电压源或电流源提供精确的激励和测试电压或电流,然而电流源可在电压源的基础上改进而来,因此高精密电压源的设计是集成电路测试仪的关键技术。本论文以集成电路测试仪中的电压源为对象,设计出一款输出直流电压范围为±10V,精度可达到±5mV的高精密可程控电压源,电压源的输出可根据系统输入的数字量进行调节,数字调节分辨率为76.29μV(1LSB)。该高精密电压源单独作为一个供电模块,不仅适用于一般的集成电路测试仪,也适用于需要高精密直流电压供电的其他应用场合。高精密可程控电压源在硬件设计上分为以下几个模块：电源模块、按键与显示模块、D/A转换模块、运算放大模块、隔离模块、A/D转换模块以及FPGA主芯片模块。FPGA选用Altera公司生产的CycloneⅡ系列芯片EP2C5Q208C8N。根据系统的性能要求,其中主要模块中的芯片应具有低温漂、低失调电压的性能指标。本文详细介绍了各模块的工作原理与电路设计,为了保证系统精度,硬件电路中的D/A及A/D芯片均使用高精度外部基准源,并根据D/A的设计要求使用基准缓冲电路；在运算放大电路端设置电子开关控制增益电路,根据不同的增益要求调节输出电压的范围；在DAC转换位数一定的情况下,输出电压范围越窄,分辨率越高。电压源输出端采用±10V限幅措施,以保护用于采样电路的A/D芯片软件控制由FPGA实现,在Quartus Ⅱ设计平台中用Verilog HDL语言进行设计。软件部分也采用模块化控制,包括分频模块、按键与显示模块、D/A和A/D芯片的控制模块及PID算法调理模块,所有分模块在顶层模块中应用原理图方法综合,并在下载进入调试板前均通过ModelSim6.5软件进行波形仿真,仿真数据符合预期要求。最后进行了调试和误差分析。通过实验证明,所设计的高精密可程控电压源达到了预期的设计目标。