随着电子技术的不断发展,被测系统的工作频率、复杂程度不断提高,对激励信号源的输出信号带宽、输出波形的复杂度提出了更高的要求。基于直接数字合成技术的任意波形合成方法,以其信号产生方式灵活、频率分辨率高、频率切换速度快等诸多优点,在现代时域测试中得到了广泛的应用。作为信号捕获的逆过程,任意波形合成技术的发展和指标需求与信号采样和存储技术的发展密不可分,主要体现在高采样率、深存储、优异的波形性能参数等要求上。本文结合攻读博士学位期间承担的多项相关研究任务,针对任意波形合成中如何提高采样率、改善输出波形质量、高精度同步等多项关键技术,主要就如下问题展开了深入的研究:1.基于DDFS和DDWS的任意波形合成技术研究。分析了DDFS和DDWS两种直接数字合成方法的原理、硬件结构及其优缺点,讨论了这两种方法在任意波形合成中的适用范围。在此基础上建立了DDS的信号采样模型,对其输出信号的频谱特点进行了分析。2.通过并行存储提高任意波形的采样率。研究了高速任意波形合成中采样率提高的瓶颈问题,分析了通过多存储器并行解决存储器和累加器的速度限制,探讨了合成过程中频率控制字及频率分辨率的计算方法。3.通过多DDS并行伪插值提高任意波形合成的采样率。提出了通过多DDS伪插值方法解决任意波形合成中DAC转换速度的限制,从时域和频域证明了该方法的可行性。分析了DAC保持特性对伪插值并行合成中并行路数的限制,对DAC的选取原则进行了讨论,给出了相关的结论。4.改善多DDS并行伪插值输出波形的质量。研究了多DDS并行伪插值任意波形合成中的误差来源,建立了相应的误差模型。针对DAC保持特性误差、相位截断误差、时钟相位偏差误差以及幅度量化误差进行了详细的分析和讨论,并提出了相关误差校正的方法,通过实验验证,证明了方法的有效性。5.精密相位调节和同步技术。研究了多通道任意波形发生器的结构,讨论了合成过程中相位调节的方法、范围及精度。研究了精密同步中各功能模块对采样时钟和同步触发信号的定时模型,提出了一种内嵌相位自校准模块实现高精度同步的方法。最后,给出了相关的实验验证结果6.“可持续”高速任意波形合成技术。针对应用中对任意波形存储容量的需要,分析了基于SDRAM的任意波形合成技术,针对特定的具有大量重复冗余数据的波形,研究了基于序列方式的任意波形合成方法。提出了一种高速“可持续”的任意波形合成技术,并对定时参数的计算方法进行了分析,同时对其中的宽带高分辨率时钟模块的设计方法进行了探讨,最后给出了相关的实验验证结果。