非线性绝缘介质是指其电导率和(或)介电常数随电场变化而变化的绝缘介质。非线性绝缘材料具有简化绝缘结构设计、减薄绝缘厚度功能,在高电压复杂绝缘结构设计和制造领域具有广泛的应用前景,在高压直流电缆主绝缘和附件绝缘结构以及高压复合绝缘子中具有潜在应用前景。因此,非线性绝缘介质的相关研究受到国内外的高度重视。而受到非线性绝缘测试技术发展的限制,非线性绝缘介质的相关研究举步维艰,因此开展非线性绝缘电介质暂态介电特性测试技术的研究迫在眉睫。对于非线性绝缘电介质暂态介电特性测试而言,需要长时间、非周期、多种复杂高压激励电压信号,而市售任意信号发生器无法满足其需要,因此设计出满足非线性绝缘电介质暂态介电特性测试需求的长时间序列信号发生器具有重要意义。本论文依托于NI Compact RIO硬件平台与Lab VIEW软件开发平台,设计了基于FPGA的长时间序列信号发生器。在硬件设计部分,确定了系统的整体架构,对硬件架构中的核心部件进行选型,并设计了合适的滤波器;在软件设计部分,对硬件平台中的上位机、RT和FPGA分别编程,实现上位机上的构建人机交互界面、波形显示功能;RT上与上位机和FPGA通信功能;FPGA上信号参数计算处理、D/A转换和信号输出功能。最后对信号发生器系统性能进行了信号种类、信号幅值、信号频率、系统稳定性测试。测试结果表明,该论文设计的电压信号源能够产生长时间、非周期、多种复杂激励波形组合的电压信号信号发生器,经线性高压放大器后续放大满足非线性绝缘暂态介电特性测试需求,为非线性绝缘电介质暂态介电特性后续研究奠定了一定基础。