随着电子信息产业的不断发展,现代电子系统对信号的带宽提出了更高的要求,任意波形发生器作为重要的电子测试仪器,其输出带宽受到单片数模转换器(Digital-to-Analog Converter,DAC)的采样率限制,越来越难以满足目前对高带宽系统的测试需求,有必要探索合适的解决方案。目前基于时间交替DAC(Time Interleaved DAC,TIDAC)的解决方法受制于DAC采样保持电路的频谱包络限制对带宽的提升有限,而基于频带分解的信号产生方法将原本的高速宽带信号分割并降速为低速率窄带宽的子信号进行数模转换,是现有条件下利用低速DAC器件实现宽带信号产生的可行方法之一。本文中主要研究了基于混合滤波器组(Hybrid Filter Bank,HFB)的频带分解结构,相较于另外两种常见的频带分解方案(基于离散傅里叶变换的频带分解和基于数字混频器的频带分解),HFB结构在数字端硬件开销更少,且适合实时连续波形产生。然而基于HFB的结构首先要面临混合滤波器组的匹配问题,其次各个通道的非理想特性也会在信号重构过程中引入误差,因此本文围绕基于HFB频带分解的信号产生这一研究课题,对混合滤波器组匹配设计,误差估计与误差校正展开了研究,主要工作如下:(1)分析了目前基于DAC的信号重构原理,介绍了基于模拟频带分解的信号产生方法,对DAC采样保持特性带来的影响进行了分析,在此基础之上提出了基于HFB与混频搬移相结合的信号重构方法,对该结构的波形重构原理与系统传递特性进行了分析说明和数学推导,得到了该系统的理想重构条件。(2)提出了一种数字分析滤波器组的设计方法,通过推导将混合滤波器组的匹配问题转化为了线性系统的求解问题,在此基础上介绍了基于稳定双共轭梯度的计算方法,拥有较快的计算速度。在设计过程中,通过引入带宽加权与混叠误差加权,实现了对输出带宽,带内失真以及混叠误差的人为调整。此时,针对求解过程中出现的传递矩阵条件数过大导致收敛变慢的问题,介绍了基于高斯赛德尔预调节器的迭代加速方法。(3)对综合滤波器组的设计方法进行了介绍,对比了采用不同模拟滤波器时系统的重构性能,在此基础上提出了一种模拟综合滤波器组的参数优化方法,可以再分析滤波器长度不变的情况下,减少输出信号的失真误差与混叠误差。(4)介绍了基于二阶锥优化的滤波器组设计方法,提出了一种带有性能约束的优化模型,可以实现对HFB失真误差或混叠误差的单独调整,有效的避免了实际设计中可能存在的参数反复试验情况,降低了设计调试难度。(5)对基于HFB的频带分解结构中存在的偏置误差,增益误差以及时间误差分别进行了分析并对存在误差时的系统传递函数进行了推导,对于偏置误差提出了一种基于统计特性的估计方法,对于增益误差介绍了基于主成分分析的估计算法,对于时间误差介绍了一种基于误差迭代的估计算法。(6)推导了基于HFB频带分解结构的离散时间等效模型以及其周期时变系统频域模型,基于此提出了一种基于松弛迭代的预失真误差校正方法,给出了预失真迭代公式,并以Richardson迭代和Gauss-Seidel迭代为例对预失真校正原理和过程进行了说明,此外还介绍了预失真滤波器的实现方案。