Структура (см. рис.) содержит два управляемых генератора периодических сигналов Г2 и Г3, реализованных методом прямого цифрового синтеза (DDS). В основу таких генераторов положен многоразрядный регистр-сумматор, в который с каждым очередным тактом опорного генератора импульсов добавляется поступающий на цифровой вход F код, который и определяет частоту генератора.

Старшие разряды регистра-сумматора используются для выборки из ПЗУ значений периодической функции, в частности синуса. Выборки с помощью встроенного в генератор ЦАП преобразуются в аналоговый сигнал. Начальная загрузка регистра-счетчика задает фазу периодического сигнала. Амплитуда формируемых периодических сигналов изменяется с помощью включенных на выходе генераторов Г2 и Г3 ЦАП, управление которыми, как и управление частотой и фазой, производится от сигнального процессора (СП). Возможна также программная реализация Г2 и Г3 с помощью СП. В этом случае выборки периодических сигналов любой формы могут быть записаны в ОЗУ СП из ЭВМ как вначале, так и в процессе работы устройства. В последнем случае возможно оперативное изменение формы сигнала в зависимости от внешних факторов или от результатов воздействия сигнала рассматриваемого генератора на какие-либо объекты управления.

Генератор Г1 является генератором белого шума. Сигнал с выхода этого генератора подается на ЦАП, который также управляется СП, изменяя амплитуду шума. Возможно также получение шума с заданным спектром. В этом случае внутри СП реализуется генератор псевдослучайной последовательности чисел и цифровой фильтр, обеспечивающий требуемую форму спектральной характеристики. Полученные выборки с помощью ЦАП преобразуются в аналоговый шумовой сигнал.

Все три сигнала суммируются в аналоговом сумматоре. Сигналы управления генераторами пересылаются из ЭВМ в СП, как при инициализации устройства, так и в процессе его работы. В памяти СП могут храниться достаточно большие массивы частот и амплитуд, составляющих сигнала, что позволяет разбить каждый из периодов генераторов Г2 и Г3 на большое количество отрезков, внутри которых может быть задано свое значение частоты и амплитуды. При этом при переходе от каждого отрезка к следующему не происходит разрыва функции. Один из формирователей сигнала может обеспечивать низкочастотную составляющую, второй может быть, например, настроен на генерацию периодических импульсов, наполненных синусоидальным сигналом высокой частоты. Внутри импульса возможно плавное изменение частоты и амплитуды.

Рассмотренный формирователь сигналов может быть включен в замкнутую систему управления различными объектами. Результаты действия на объект генерируемого сигнала, поступающие с датчиков и подаваемые в оцифрованном виде в ЭВМ или непосредственно в СП, могу после соответствующей их обработки оперативно изменять форму сигнала управления. В качестве примера можно привести автоматизированную систему исследования влияния формы и других параметров формируемого сигнала, приложенного к больным или здоровым участкам тела животного или человека. Результаты такого воздействия, связанные с изменениями происходящими в тканях, в том числе и на клеточном уровне (изменение температуры, динамики роста клеток, химического состава и др.) могут в оцифрованном виде передаваться в ЭВМ, где в зависимости от этих результатов по заранее продуманным алгоритмам могут производится дальнейшие изменения сигнала. В результате такого рода исследований могут быть найдены формы сигналов, обеспечивающие положительную динамику лечения.

Рассмотрим еще одну область применения формирователя сигналов более подробно. НА базе рассмотренной структуры разработан имитатор гидроакустических сигналов, который предназначен для моделирования различных источников излучения в водной среде: сигналов отражения от грунта при однократной посылке радиоимпульса гидролокатора (имитируется в Г3), периодические радиоимпульсы гидролокатора (имитируются в Г2) и шумовой фон (имитируется в Г1).

Параметром Г3 является задержка импульсов, наполненных звуковой и ультразвуковой частотой, относительно запускающих импульсов, поступающих от ЭВМ или других внешних источников. Для Г2 аналогичным параметром является пауза между импульсами. Оба генератора Г2 и Г3 внутри импульса имеют разбивку на 64 равных интервала, в каждом из которых могут быть заданы индивидуальные параметры амплитуды и частоты. Параметром Г1 является амплитуда. Все параметры генераторов задаются через СП от ЭВМ.

На этапе инициализации происходит установка режима СП и загрузка массивов ОЗУ, обеспечивающих начальные параметры работы генераторов. Для Г1 записывается байт амплитуды, для каждого из генераторов Г2 и Г3 записываются 2 байта длительности импульса, 2 байта задержки, 4*64 байта частот и 64 байта амплитуд внутри импульса. По прерываниям в СП от ЭВМ вводится либо управляющее слово, либо данные. Возможны 3 варианта ввода данных: короткий ввод, при котором вводится только 5 байт, задающих амплитуду Г1 и временные параметры Г2 и Г3, и два длинных, при которых вводятся еще и остальные параметры Г2 или (и) Г3. В управляющем слове может содержаться информация о последующем вводе массивов данных, запуск Г3, а также команда о масштабировании амплитуд с последующим вводом коэффициента масштабирования. В основном рабочем цикле СП обслуживает регистры генераторов и ЦАП, обращаясь к ним через порты на стыках временных интервалов между импульсами и внутри импульсов и при поступлении новых массивов данных от ЭВМ. Передача данных от ЭВМ осуществляется через LPT-порт с использованием регистров DR, SR, CR.