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1. 方案论证与比较
方案一：采用模拟锁相环合成技术。
模拟锁相环合成技术是一项比较成熟的技术。应用这门技术，可以将基准频率倍频或者分频得到所需要的频率，而且调节精度非常高，稳定性也很好。但是，这种模拟锁相环合成技术的模拟电路比较复杂，成本高，频率不容易调节并且调节范围小，其输出波形的毛刺也较多，不能够得到让人满意的效果。
方案二：采用专用DDS芯片。
专用DDS芯片采用特定的集成工艺，内部数字信号抖动很小，可以输出高质量的模拟信号。专用DDS芯片的功能也比较多，但控制方式却是固定的，因此不一定满足用户需求，而且专用DDS芯片价格昂贵，成本较高。
方案三：采用直接数字频率合成（DDS）技术，以单片机作为控制核心。
以单片机为控制核心，采用DDS技术的这种方案能实现各种波形的输出，达到较高的技术要求。但是要受到运算速度和运算位数的限制，其产生的波形往往达不到令人满意的效果，而且频率可调的范围比较小，难以得到较高的频率。另外，单片机的引脚不多，存储容量也少，因此就导致了其外围电路的复杂。
方案四：采用直接数字频率合成（DDS）技术，以FPGA器件作为控制核心。
以FPGA为核心，利用DDS技术，用相位累加器对其相位增量进行累加，然后以累加相位作为地址码，取存放于ROM中的波形数据经D/A转换和低通滤波，然后输出所需波形。DDS具有频率转换时间极短（可小于20ns），相对带宽较宽，频率分辨率很高等优点[3]。另外，DDS技术的全数字化结构便于集成，输出相位连续；频率、相位和幅度均可实现程控。虽然达不到专用DDS芯片的水平，但信号精度误差非常小，完全能够满足大多数信号源的技术要求。
分析以上四种方案的优缺点，第四种方案具有更大的优越性、灵活性。所以本论文采用第四种方案进行信号发生器的设计与实现。
2. DDS技术
DDS技术就是利用奈奎斯特采样定理，对需要产生的波形进行采样，将采样值量化后存入存储器中作为查找表；需要输出波形时，将依次从查找表中读取的数据送入D/A转换器和低通滤波器转换成符合要求的模拟信号[4]。
2.1 DDS原理
正弦信号发生器的输出波形可用下面的式子来表述：
(1)
(1)式中的表述对于时间 是连续变化的，式中 是指输出信号波形， 是指输出信号对应的频率。为了用数字逻辑实现，对相位的变化量进行离散化处理。用基准时钟 进行抽样，设正弦信号的相位为 在一个 周期 内，相位 的变化量为：
(2)
(2)式中， 为 的频率，为了对 数字化，把 分割成 份，设每个 周期的相位增量 用量化值 可表示为：
(3)
且为 整数，与(3)式的表达式联立，可得：
， (4)
由(4)式可知，相位增量量化值 与 输出频率为线性关系。当系统时钟的频率 为 时， 就等于 。显然，信号发生器的输出为：