Implementar un sistema del mundo real: máquina de karaoke

He aquí un vistazo a nivel de sistema en la señales y sistemas modelo de una máquina de karaoke - un sistema de reproducción de audio con un potente altavoz que permite a una persona para cantar sobre música grabada. Una interfaz multimedia incluye un televisor para mostrar y actualizar la letra como la música avanza.

Desde una señales y sistemas de alto nivel punto de vista, un atributo de diseño particular de este sistema es que contiene un sensor, un micrófono, y dos transductores de audio (los altavoces de canal izquierdo y derecho).

Ver un diagrama de bloques para esta máquina de karaoke en la figura siguiente.

El flujo de la señal a través de este sistema consiste en dos caminos: uno para la música grabada y el otro para la voz del cantante que entra en el micrófono. Los subsistemas de la máquina de karaoke actuar sobre los dos tipos de señal de entrada - en este caso, las dos señales aleatorias - para finalmente terminar en los altavoces, que convierten las señales eléctricas a sonar las ondas de presión que el oído puede interpretar.

La máquina de karaoke como un sistema tiene tres señales de entrada - X_l(t), X_r(t), Y X_m(t) - Y dos señales de salida - y₁(t) Y y₂(t). La entrada X_m(t) Representa la señal de voltaje producida por el micrófono (sensor). Las salidas representan la señal de tensión que impulsa los altavoces (transductores). Las ecuaciones del sistema de entrada-salida son

Las constantes G_m, G_l, y G_r representan factores que proporcionan el siguiente sistema necesita escalar:

• Ganancia extra para el micrófono (un preamplificador)

• Etapa de salida de alta potencia por lo que los oradores pueden producir la hermosa música que karaoke es conocida por producir

Perillas o controles deslizantes en la interfaz de usuario también alteran las constantes de ganancia para ayudar a lograr un equilibrio entre la música grabada y los niveles cantante. Las ecuaciones de entrada ouput sistema te dicen que el sistema es invariante en el tiempo para las constantes fijas de ganancia, sin memoria, y por lo tanto causal.

Suponiendo que las constantes de ganancia son finitos (que en un sistema práctico es el caso), el sistema también es estable. Tenga en cuenta que si usted subir y bajar los parámetros de ganancia (creo control de volumen), el sistema se convierte en variable en el tiempo debido a que la propiedad del sistema es ahora una función del tiempo.

Otras mejoras se pueden aplicar. Por ejemplo, el subsistema formado por la vía de micrófono, G_mX_m(t), Se puede actualizar para incluir filtrado para controles de graves y agudos de tono. Este filtro es equivalente a un sistema lineal invariante en el tiempo (LTI).

Filtrado introduce la memoria, por lo que el sistema ya no sin memoria con este enhancement- pero permanezca práctica, el sistema aún debe permanecer causal. Los efectos especiales, tales como reverberación o eco, pueden ser añadidos al canal de micrófono. Un modelo de sistema para la reverberación incluiría una propiedad del sistema para la intensidad del factor de demora en la reverberación. Un sistema LTI puede aplicar la reverberación.

Este es sólo uno de los innumerables ejemplos de cómo las señales y sistemas de modelado le permite ser creativo y funcional al mismo tiempo!