任意波形发生器用于产生各种制式的发射信号或者测试信号,在雷达、航天等领域具有重要的作用。传统的信号发生器是基于模拟电子技术的,并且波形通常是规则的。在现代电子系统中,要求能现场输出任意形式的信号,所以任意波形发生器就具有了重要的研究和应用价值。论文将直接数字频率合成技术、数字正交上变频技术和高速串行数据传输技术结合在一起,以现场可编程门阵列和正交上变频芯片AD9957为硬件基础,通过系统硬件电路设计和软件编程,完成了任意波形发生器的设计与实现。首先,论文分析了DDS原理和数字正交调制原理,对DDS输出的频谱和相位舍入引起的杂散进行了推导,阐述了一种工程上容易实现并且性能较好的积分级联梳状(CIC)滤波器。基于任意波形发生器理论,深入研究了数字正交上变频器AD9957的芯片架构、三种工作模式以及内部信号处理链路。其次,论文给出了任意波形发生器的硬件电路设计和软件编程实现。在硬件设计中,完成了电源网络、AD9957应用电路以及光纤通信接口的设计。在FPGA软件编程中,完成了AD9957功能配置模块和光纤通信模块的设计,并对QDUC模式下,基带数据接收处理的方法进行了详细的说明。最后,论文给出了系统的调试结果,包括光纤通信测试和AD9957的调试。在光纤通信调试中,验证了光纤收发数据的功能并对数据误码进行了测试。在AD9957的测试中,对其单音模式、插值DAC模式以及QDUC模式都进行了调试,给出了正弦信号、线性调频信号和调幅信号的波形测试图和频谱测试图,计算了实际输出信号与设定信号的误差,测试结果表明该任意波形发生器具有输出信号频率高、误差小、信号更新快等特点。