信号发生器是一种测试激励信号的电子测量仪器。常用种类有函数发生器和任意波发生器。函数发生器能够输出多种理想的标准函数波形,但无法产生独立的多分量信号;任意波发生器能够产生复杂的波形,但波形改变操作繁琐,且长时间工作表现为周期性波形。在有些测试实验场所,如海洋声呐信号的模拟,需要多个独立分量叠加的波形信号。本文将对多分量混合信号的合成方式开展研究。多分量混合信号发生的传统方法是由硬件电路产生模拟信号后再叠加,这就导致了硬件成本高,尺寸大。为克服以上不足,本文提出了一种多分量混合信号的实现方法。充分利用FPGA技术和信号变换技术,取消波形发生所需的存储器和DAC,并使信号的分量数大大增加,每个分量信号的幅度、频率和初始相位等参数均可独立设置,硬件电路简单。本文提出了多分量混合信号发生器的总体设计方案。方案由实现逻辑控制信号发生功能的数字系统和实现信号变换与分量叠加功能的模拟电路组成。本文以多个正弦分量的数字系统设计为例研究了频率、幅值和相位的设置方法,数字部分包括接口单元、时钟发生电路、幅度逻辑发生单元、脉冲逻辑发生单元和相频逻辑发生单元;以9分量信号的模拟电路设计为例,利用模拟开关、滤波技术和加法器实现了多分量混合信号的输出,模拟电路包括幅度变换单元、脉冲波变换单元、正弦波混合单、全分量叠加单元四个环节。通过仿真分析证实了利用可编辑逻辑器件的存储资源实现分量个数的扩展的可行性。本文提出的多分量混合信号发生器具有合成信号分量多、电路简单、功耗低、易于同步的特点。特别适合多源独立叠加、长时间运行的激励波形应用场合。