测试仪器是工业生产和教育科研领域不可或缺的设备之一,使用传统的测试仪器构建测试系统时,需要独立的信号发生设备和信号采集设备,两台设备之间的同步协调性差,缺乏灵活性与便捷性。为解决这些问题,本论文在借鉴虚拟仪器设计方法的基础上,设计一种将信号发生功能与信号采集处理功能集于一体的多功能虚拟仪器,且信号发生与信号采集可以同步工作,使用这一台仪器即可组建一个完整的测试系统。本多功能虚拟仪器采用计算机USB总线与仪器板卡连接通信。用户使用计算机上的客户软件即可以灵活地对本仪器进行设置和操作。本多功能虚拟仪器在整体结构上使用可编程逻辑门阵列(FPGA)作为采样通道的核心,使用数字信号处理器(DSP)作为波形发生通道的核心,二者通过中断信号线进行沟通协调。这种结构使得仪器的信号采集处理功能和波形信号发生功能既可以独立工作也可以并行地同步工作,使用灵活方便。论文在上述结构思想的基础上,分章节阐述了这种多功能虚拟仪器的实现,其内容分为三大部分:(1)硬件部分:论文第二章对仪器的整体硬件结构,USB通信接口模块,采样输入通道和波形输出通道的硬件设计做了详细说明并对其中滤波模块进行了仿真分析。(2)软件部分:论文的第三、四、五章分别对仪器的客户软件和USB模块软件、FPGA模块软件、DSP模块软件的设计做了详细论述,对波形发生两种理论和DSP作波形发生控制器的几种方法做了比较分析,并对常见波形进行了算法仿真分析。(3)实验验证和误差分析部分:论文的第六章对仪器的采样和波形发生功能进行验证,并分析了仪器的误差来源提出一些解决方法。