Implementar um do mundo real do sistema: Karaoke Máquina

Aqui está uma olhada em nível de sistema para o modelo de sinais e sistemas de uma máquina de karaoke - um sistema de reprodução de áudio com um alto-falante poderoso que permite que uma pessoa a cantar sobre a música gravada. A interface multimídia inclui uma TV para exibir e atualizar letras como a música progride.

A partir de um alto nível de sinais e sistemas de ponto de vista, um atributo desenho particular deste sistema é que ele contém um sensor, um microfone, e dois transdutores de áudio (as colunas dos canais esquerdo e direito).

Veja um diagrama de blocos para esta máquina de karaoke na figura a seguir.

O fluxo de sinal através deste sistema é composto por dois caminhos: um para a música gravada e outro para a voz do cantor que entra no microfone. Os subsistemas do ato máquina de karaoke sobre os dois tipos de sinal de entrada - neste caso, ambos os sinais aleatórios - para finalmente acabar com os alto-falantes, que convertem os sinais elétricos ao som das ondas de pressão que seus ouvidos podem interpretar.

A máquina de karaokê como um sistema tem três sinais de entrada - x_eu(t), x_r(t), E x_m(t) - E dois sinais de saída - y₁(t) e y₂(t). A entrada x_m(t) Representa o sinal de tensão produzida pelo microfone (sensor). As saídas representam o sinal de tensão que impulsiona os alto-falantes (transdutores). As equações do sistema de entrada e saída são

as constantes G_m, G_eu, e G_r representam fatores que fornecem o seguinte sistema precisa de escala:

• ganho extra para o microfone (um pré-amplificador)

• estágio de saída de alta potência para que os alto-falantes pode produzir a música bonita que karaoke é conhecido por produzir

Botões ou controles deslizantes na interface do usuário também alterar as constantes de ganho para ajudar a encontrar um equilíbrio entre a música gravada e os níveis cantor. As equações de entrada-ouput sistema dizer que o sistema é invariante no tempo para constantes fixas de ganho, sem memória e, portanto, causal.

Partindo do princípio de que as constantes de ganho são finitas (o que num sistema prático é o caso), o sistema também é estável. Note que se você levantar e abaixar os parâmetros de ganho (pense controle de volume), o sistema torna-se variável no tempo porque a propriedade do sistema é agora uma função do tempo.

Outras melhorias podem ser aplicadas. Por exemplo, o subsistema formado pela via microfone, G_mx_m(t), Pode ser atualizado para incluir filtragem para baixo e controles de tom agudos. Este filtro é equivalente a um sistema linear invariante no tempo (LTI).

Filtragem introduz memória, para que o sistema não é mais memoryless com este enhancement- mas permanecer prático, o sistema ainda deve permanecer causal. Os efeitos especiais, tais como a reverberação ou eco, pode ser acrescentado para o canal do microfone. Um modelo de sistema para a reverberação incluiria uma propriedade do sistema para a intensidade do factor de atraso na reverberação. Um sistema LTI pode implementar a reverberação.

Este é apenas um dos inúmeros exemplos de como os sinais e sistemas de modelagem permite que você seja criativo e funcional, ao mesmo tempo!