噪声源作为一种测试仪器广泛应用于各种电子电路与通信系统测试。本文设计噪声发生器可输出高斯白噪声、限带白噪声以及窄带噪声。高斯白噪声与限带白噪声用于随机事件测试与通道增益平坦度测试。窄带噪声用于调制系统,如通信系统与高速时钟抖动调制。噪声的合成方式根据噪声源的不同分为数字式、模拟式和混合式。本文采用数字合成的方式来实现随机噪声,数字式噪声源为噪声信号提供了灵活的可编程性,适用于各种自动化测试中,本文主要针对以下方面进行研究:1.对数字随机噪声数据的生成方法进行分析与研究,结合数字硬件电路的实现能力来分析合成方法的可行性与合成噪声数据的质量。结合软件与硬件将复杂数学运算预先在上位机中实现,而需要高速处理的算法则在硬件上实现。在输出常见噪声信号——高斯白噪声的基础上,本文还深入研究了对于任意噪声分布数据的合成与高波峰因数噪声的合成,提高了噪声数据的质量,扩展了噪声源的应用场景。2.硬件实现数字宽带及射频噪声生成算法,常见数字噪声发生器受限于数字器件的信号处理速度,导致输出噪声带宽很低,仅仅适用于常见的音频测试领域。本文采用高速DAC,可以实现最高带宽600 MHz带宽的噪声信号,可以应用于射频测试。但是高速的数据处理需要进行专用的逻辑设计。噪声发生器中涉及多级数字信号处理系统,表现为FIR滤波器,为了匹配高速数字信号处理需要对滤波器结构进行并行化设计,而并行化设计解决了速度的问题却又带来资源大量消耗问题,本文基于DA算法进行FPGA资源的平衡利用,降低对器件资源的要求。3.实现调频噪声信号的合成,调频噪声实现噪声带宽和中心频率的可变,混频器调频可以直接实现噪声频谱搬移,但是却无法准确抑制载波频率和镜像频率,采用IQ调制的方式同时对噪声幅度和相位进行调制,设计对应的数字逻辑最终实现理想的射频干扰噪声。系统测试结果表明,噪声合成模块可以输出宽带高斯白噪声,并且具有良好的峰值因数,可以对系统输入造成低误码率的随机事件。通过滤波和调制,可以输出带宽和中心频率可控的限带/窄带噪声信号。