1 引言
1.1 课题背景
传统的信号发生器主要有两类：正弦波和脉冲波，而函数发生器介于两类
之间。它能够提供正弦波、余弦波、方波、三角波等几种常用标准波形，产生
其它波形时，需要采用较复杂的电路和机电结合的方法。这个时期的波形发生
器多采用模拟电子技术，但是模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、功
耗大等缺点。而且要产生的信号波形越复杂，则电路结构也会越复杂。同时还
有两个突出问题，一是通过电位器的调节来实现输出频率的调节，因此很难将
频率调到某一固定值；二是脉冲的占空比不可调节。
现代科学技术的飞速发展对信号源提出了越来越高的要求。这些要求主要
表现在高分辨率、高输出频率、任意波形等方面。此时传统的信号发生器已经
无法满足要求。
直接数字频率合成
[1]
（Direct Digital Synthesizer 简称 DDS）技术是一种新的
全数字的频率合成原理，它从相位的角度出发直接合成所需波形。这种技术由
美国学者 J．Tiercy，M．Rader 和 B．Gold 于 1971 年首次提出，但限于当时的
技术和工艺水平，DDS 技术仅仅在理论上进行了一些探讨，而没有应用到实际
中去。但是随着电子技术的飞速发展，微处理器性能大幅提高，高速的 DA 以
及随机存储器大量涌现，DDS 技术已经变得很容易实现。它已广泛应用于通讯
雷达、遥控测试、电子对抗以及现代化的仪器仪表工业
[2]
等许多领域。将其与
简单电路相结合就可以精确模拟仿真各种信号。
不论是在生产、实验还是在科研与教学上，多功能信号发生器都是用于仿
真实验的最佳工具。随着我国经济和科技的发展，对相应的测试仪器和测试手
段也提出了更高的要求，多功能信号生器己成为测试仪器中至关重要的一类，
因此开发多功能信号发生器具有重大意义。
1.2 国内外波形发生器的发展现状
早在 1978 年，由美国 Wavetek 公司和日本东亚电波工业公司公布了最高取
样频率为 5MHz，可以形成 256 点波形数据，垂直分辨率为 8bit，主要用于振动、
医疗、材料等领域的第一代高性能信号源。经过将近 30 年的发展，伴随着电子
元器件、电路、及生产设备的高速化、高集成化，信号发生器的性能有了飞速
的提高。信号发生器变得操作越来越简单而输出波形的能力越来越强。
90 年代末，出现几种真正高性能、高价格的函数发生器，如 HP 公司推出
了型号为 HP770S 的信号模拟装置系统。它由 HP9770A 任意波形数字化和
HPl776A 波形发生软件组成。HP8770A 实际上也只能产生 8 种波形，而且价格
昂贵 。 不 久 以后 ， Analogie 公 司 推 出 了型 号为 Data-2020 的 多 波形 合 成 器
Lecroy 公司生产的型号为 9100 的任意波形发生器等。
到了二十一世纪，随着集成电路技术的高速发展，出现了多种工作频率可
达到 GHz 水平的 DDS 芯片，同时也推动了函数波形发生器的发展。2003 年，
Agilent 公司的产品 33220A 能够产生 17 种波形，最高频率可达到 20M，2005 年
的产品 N6030A 能够产生高达 500MHz 的频率，采样的频率可达 1.25GHz。
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