随着仪器总线接口技术、数字采样技术、信号处理技术及可编程逻辑器件等技术的发展。信号发生仪器的功能也由原来的简单组合走向多波形一体、模数一体及网络化的新时期。在广泛用途中，任意函数发生器（Arbitrary function generator，AFG）和任意波形发生器（Arbitrary waveform generator，AWG）成为信号发生仪器的主导。二者相比，AFG成本较低，其功能限于函数信号的产生，能够提供的波形变化较少；而AWG在理论上则可以产生来自人工编辑的或是经采集仪器采集的任意波形。本课题研制的任意波形发生器，它是基于PXI-Express合成仪器的一个外设板卡。其通过FPGA的PCI-Express硬核接收背板发送的高速数据，经DDR2-SDRAM缓存重排整理后，利用FPGA高速逻辑资源OSERDES输出给AD9739，实现任意任意波形的发生。本文首先介绍了本课题设计合成仪器采用的方案，并根据此方案，设计了任意波形发生器中的各个单元模块实现方案。其中包括：ADF4350时钟产生电路、FPGA逻辑控制模块、AD9739高速数模转换电路、DDR2-SDRAM数据缓存模块及实现板卡同步的触发电路。在详细介绍了实现各个单元原理后，本文又对在设计高速电路中要注意的信号完整性和电源完整给予简要分析，然后利用Allegro的SI仿真软件对任意波形发生器中高速走线进行了仿真验证。针对FPGA的逻辑控制代码，采用了Modelsim仿真和ChipScope板级信号抓取相结合的验证方式。在对硬件电路调试时，利用频谱仪分析了ADF4350产生的2GHz时钟信号及利用示波器对AD9739产生实时任意波形进行了采集分析，并对调试中遇到的问题提出了解决方法。经过对产生的时钟及波形信号测试，测试结果满足数字通道预定的技术指标。