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在现代测试系统中，任意波形发生器是一种常用信号源，它不仅可以产生标准波形和调制波形，而且可根据用户需求产生任意波形。随着航空航天、生物医疗等高科技产品复杂性日益增加，双通道或多通道任意波形发生器因其能提供更加复杂的波形，能更方便快捷的满足多测试目标的需求而得到更广泛的应用。任意波形发生器从结构上可分为台式仪器和模块化仪器。基于PXI总线的双通道任意波形发生器具有模块化、小型化的特点，更适合用于组建自动测试系统。本文研究PXI总线3U单槽双通道任意波形发生器的硬件电路，设计工作主要包括PXI接口电路、波形合成电路和模拟通道电路三个部分。论文主要内容如下：1.模块小型化设计。针对模块小体积、高密度的特点，从功能集成化出发，采用现场可编程逻辑器件（FPGA）完成模块的主要功能设计，采用PCB叠层结构设计、芯片小型化封装选择、紧凑的PCB布局布线等措施，保证所设计模块的体积符合3U单槽尺寸。2.功能电路设计。根据模块的指标要求，确定模块的总体硬件方案。其中，以PLX公司的PLX9054芯片为核心，设计了PXI接口电路，完成仪器控制命令、数据消息的传送。以DDS原理为基础，采用“FPGA+RAM+DAC”的架构，实现了波形合成电路，该电路不仅可产生常规波形和任意波形，还可以数字化的方式实现调幅、调频等调制波形，双通道的载波、调制波均可为任意波形，载波频率、调制波频率均可单独控制。在分析波形合成电路输出信号的特征的基础上，完成了模拟通道电路的设计，保证模块输出的幅度、偏移等指标。根据输出信号频谱特性确定滤波器的设计方案，并给出滤波器的指标分析和设计方法；根据信号幅度特性设计“精调+粗调”的幅度控制和偏移控制方案，并对高精度直流电平产生、阻抗匹配等问题进行分析；在分析DDS技术直接产生方波信号的优缺点的基础上，采用迟滞比较器来产生方波信号，最后对模块的定标方法进行阐述。3.测试与验证。针对模块指标设计测试方法，选取相关设备构建测试平台，对功能指标和性能指标进行验证，并对测试结果进行分析，验证设计的合理性。测试结果表明，本文研究的3U单槽PXI双通道任意波形发生器采样率为40MSa/s，具有16位垂直分辨率和128k点存储深度，正弦最高输出频率15MHz，最高输出幅度为10Vpp（50欧姆负载），达到目前国内PXI双通道任意波形发生器产品的领先水平。