波形发生器是一种常用的电子测量仪器。传统的波形发生器是由分立元件或模拟集成电路构成，其电路结构复杂，调试难度大，且不易程控，更重要的是只能产生几种常规波形。而在现代电子测量和自动控制等领域，经常要求波形发生器能够产生更加复杂甚至是任意波形，以满足各种测试和实验的需要，于是任意波形发生器应运而生。为了解决传统波形发生器的诸多弊端，增强波形发生器的功能和灵活性，本文在研究直接数字频率合成(DDS)技术的基础上，利用FPGA器件的硬件特点，结合虚拟仪器技术，提出了任意波形发生器的软、硬件设计方案，并将整个仪器功能划分为现场可编程门阵列(FPGA)器件、外围硬件电路和上位机软件三部分来实现。本文对DDS的基本原理和输出频谱特性进行理论分析，总结出杂散分布规律。同时以DDS的频谱分析为基础，给出了几种改善杂散的方法。本文采用傅立叶变换的方法对相位截断时DDS杂散信号的频谱特性进行深入的研究，得到了杂散分布的规律性结论，并用Matlab软件进行仿真验证。由于DDS技术具有频率分辨率高、频率转换速度快等优点，所以本文采用DDS技术来合成所需要的波形。而DDS技术的实现依赖于高速、高性能的数字器件，因此本文将FPGA器件和DDS技术相结合，确定了FPGA器件的整体设计方案，详细说明了各个模块的功能和设计方法，并对其关键部分进行了优化设计，从而实现了波形发生器数字电路部分的功能。为了得到满足设计要求的模拟波形，本文还设计了幅度控制、D／A转换和低通滤波等外围硬件电路，最终构建了一个通用的完全可编程控制的波形发生器硬件平台。在Visual C++6.0环境下用C++语言编写上位机软件部分，结合程序流程图，完成了虚拟面板和驱动程序的设计，实现了通过计算机的增强性并口(EPP)实时控制波形发生器的功能。软件设计中虚拟面板的设计尤为重要，它不仅要产生波形数据并显示所需要的波形，还要完成与外部硬件电路的通信，以达到控制波形产生的目的。对设计的功能进行实验测量，通过对实验结果的分析可知，此任意波形发生器输出波形的种类多，精度高并且控制灵活方便，因此本设计方案能够达到预期的性能指标。