为了了解被测对象的特性,需要对被测对象施加激励,然后测量被测对象的输出信号。施加的激励信号可以是简单的函数,也可以是特定的任意波形。有时,还需要多个简单函数的叠加形成的混合信号。如果用多个信号源模拟叠加产生混合信号,则仪器系统体积大,使用不便;如果将混合信号量化为任意波信号,则编辑和传输任意波信号费时费力。利用FPGA的现场可编程特性在不改变现有函数/任意波发生器整体电路的前提下使FPGA组态为由若干标准函数信号直接数据合成的混合信号,从而使函数/任意波发生器多一种工作模式。因此,本设计研究了一种音频叠加信号的直接数据合成方法,针对该方法的可行性,技术关键,电路实现进行了研究。对基础波形信号进行基于数字逻辑的建模,如正弦波、三角波、脉冲波、分段线性函数波等;根据周期信号都可以以傅里叶级数展开的理论基础推出多个分量叠加信号的函数表达式。通过对比几种叠加信号合成方法的优缺点,提出了叠加信号的直接数据合成方案,给出了叠加信号的直接数据合成发生器的硬件电路。根据直接数据波形生成的原理,定量分析了相位截断误差和幅度量化误差对DDS输出频谱的影响,提出了DDS杂散抑制方法并在电路设计中加以应用。在对叠加信号的合成方法进行理论分析的过程中,若存在分量个数较多的情况,进行分量参数优化和分量幅度值权重优化,对数据进行优化计算和误差分析,且优化处理之后的合成值与原分量合成值的相对误差小于0.1%。最后根据以上的理论分析、数字电路特点及各信号分量占用硬件资源的情况,在实验室现有的条件下,在FPGA内部实现了28个正弦波分量、4个脉冲波分量、4个三角波分量的叠加信号的直接数据合成电路并编译通过。将优化之后的数据与优化之前的数据进行对比,两者之间的量化误差是可以忽略的。该方法的研究不增加硬件成本,参数设置方便。