多通道任意波形发生器可以输出多路具有可调节相位关系的复杂信号,在电子测试领域中有着广泛的应用。随着被测对象复杂度的提高,输出通道间精密同步和定时偏差调节逐渐成为了多通道任意波形发生器研究的重点。多通道任意波形发生器一般由多通道任意波形合成模块和模拟通道组成,而对其同步指标的影响主要来源于任意波形合成模块。故本文对影响多通道同步的因素进行分析,研究了多通道同步的实现方法,完成了精密同步的四通道3GSPS任意波形合成模块的设计,其主要研究内容如下:1、多通道同步分析。介绍了直接波形合成技术原理并基于该结构建立了多通道任意波形合成模块模型,对模型中DAC部分、数据发生部分及触发部分同步影响因素及实现同步的条件进行具体分析。2、总体方案设计。结合本设计相关指标对DAC进行选型分析,并根据B9129相关数据及时钟需求得到调节DCO时钟实现同步的方案。通过分析得到“FPGA+DDR3 SDRAM”的数据发生方案,并对加入同步FIFO等实现数据同步的三种方案进行对比分析。结合指标对时钟产生方法对比得到DDS激励PLL的时钟产生方案和时钟分配芯片实现多路时钟“粗调+精调”的相位调节方案。3、模块硬件电路设计。根据总体设计方案选用了AD9952激励ADF4351方式产生所需的可变时钟,同时通过对相位噪声计算分析得到其具体设计参数,并对LMK01801实现相位调节的具体方法进行了设计及验证。对数据发生部分中各个模块进行了选型及外围电路设计,对调节DCO时钟实现DAC输出同步的具体流程进行说明。4、模块逻辑设计。介绍了以PCIe硬核为核心的控制接口和以AXI4总线为主体的互联接口相关设计。采用异步FIFO实现了以AXI DMA为核心的跨时钟域数据读写及描述符链生成,同时对描述符链的产生流程及具体指令解析进行了介绍。最终使用ODDR原语实现了波形数据发送端的设计,并对数据具体映射方式进行说明。通过测试,本文所设计的四通道任意波形合成模块的最大采样率为3GSPS,最大存储深度1GSa,其四个通道间同步精度满足100ps要求,对国内多通道任意波形合成发展有一定的推进作用。