Mettre en œuvre un système du monde réel: machine de karaoké
Voici un aperçu de niveau système au signaux et systèmes modèle d'une machine à karaoké - un système de lecture audio avec un haut-parleur puissant qui permet à une personne à chanter sur la musique enregistrée. Une interface multimédia comprend un téléviseur pour afficher et mettre à jour des paroles que la musique progresse.
À partir d'un des signaux et des systèmes de haut niveau point de vue, un attribut de conception particulière de ce système est qu'il contient un capteur, un microphone, et deux transducteurs audio (les enceintes des canaux gauche et droit).
Voir un schéma de principe pour cette machine de karaoké dans la figure suivante.
Le flux de signal à travers ce système se compose de deux chemins: l'un pour la musique enregistrée et l'autre pour la voix de la chanteuse qui entre dans le microphone. Les sous-systèmes de la machine de karaoké agir sur les deux types de signaux d'entrée - dans ce cas, les deux signaux aléatoires - pour finalement finissent les haut-parleurs, qui convertissent les signaux électriques aux ondes de pression que vos oreilles peuvent interpréter son.
La machine de karaoké comme un système a trois signaux d'entrée - Xl(t), Xr(t), Et Xm(t) - Et deux signaux de sortie - y1(t) Et y2(t). L'entrée Xm(t) Représente le signal de tension produit par le microphone (capteur). Les sorties représentent le signal de tension qui alimente les haut-parleurs (transducteurs). Les équations système d'entrées-sorties sont
Les constantes gm, gl, et gr représenter des facteurs qui fournissent besoin le système suivant l'échelle:
Gain supplémentaire pour le microphone (un préampli)
Étage de puissance élevée pour les haut-parleurs peuvent produire la belle musique qui karaoké est connu pour produire
Boutons ou curseurs sur l'interface utilisateur modifient également les constantes de gain pour aider à trouver un équilibre entre les niveaux de chanteur et de la musique enregistrée. Les équations d'entrée-sorties système vous diront que le système est invariant dans le temps pour les constantes fixes de gain, sans mémoire, et donc de causalité.
En supposant que les constantes de gain ne sont pas illimitées (qui, dans un système pratique est le cas), le système est également stable. Notez que si vous soulever et abaisser les paramètres de gain (pensez contrôle du volume), le système devient variable dans le temps parce que la propriété du système est maintenant en fonction du temps.
D'autres améliorations peuvent être appliquées. Par exemple, le sous-système formé par la voie de microphone, gmXm(t), Peut être mis à jour pour inclure le filtrage pour la basse et Treble. Ce filtre est équivalent à un système invariant linéaire (LTI).
Filtrage introduit la mémoire, de sorte que le système est plus sans mémoire avec ce enhancement- mais de rester pratique, le système doit encore rester causalité. Les effets spéciaux, tels que la réverbération ou écho, peuvent être ajoutés au canal du microphone. Un modèle de système pour la réverbération inclurait une propriété système pour l'intensité du facteur de retard dans la réverbération. Un système LTI peut mettre en œuvre la réverbération.
Ceci est juste l'un des nombreux exemples de la façon dont les signaux et les systèmes de modélisation vous permet d'être créatif et fonctionnel dans le même temps!
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