Question

我正在尝试用Java开发静态方法来生成纯音。

在开始时它似乎很容易，但是当我尝试将双阵列写入扬声器时，我欣赏太多的谐波。

我用频谱分析仪（声压计）测试它，然后我也在图形中绘制了数组结果。当我完成它时，我已经看到了问题：

这是波形，它已经中断了。我想平滑这个数组，但我不知道该怎么做。

这是代码：

/**
 * Genera un tono puro.
 * @param bufferSize Tamaño del buffer.
 * @param fs Frecuencia de muestreo.
 * @param f0 Frecuencia central. 
 * @return El tono puro.
 */
public static double[] generateTone(int bufferSize, int fs, int f0) {
    double[] tone = new double[bufferSize]; // Tono
    double angle; // Ángulo del tono

    // Sólo hace falta recorrer la mitad del array, ya que hay simetría:
    for (int i = 0; i < tone.length / 2; i++) {
        angle = 2 * Math.PI * f0 * i / fs; // Calculamos la variación del ángulo

        // Tenemos que conseguir que la señal sea menos abrupta para reducir al máximo los armónicos):
        tone[2 * i + 1] = tone[2 * i] = Math.sin(angle); // Aprovechamos la simetría
    }

    return tone;
} // getSinus()

Answer 1

将相同的值写入两个连续的位置会在波形中引入一个步骤。与平滑正弦曲线的任何偏差都会增加谐波。如果你想要一个纯净的音调，不要那样做。如果你想这样做，不要期待纯净的音调。

Answer 2

您需要计算'bufferLength'的每个值的角度和正弦值，而不是每隔一个值计算角度和正弦值。你正在做的事情本质上是使用插值进行欠采样。我没有看到任何“对称性”。

Answer 3

我不太确定，但我认为我对@EJP的讨论感到困惑：我需要逐步获取每个值。对称性这是一种关于信号质量的快速但更糟糕的方法。

这是新代码：

/**
 * Genera un tono puro.
 * @param bufferSize Tamaño del buffer.
 * @param fs Frecuencia de muestreo.
 * @param f0 Frecuencia central. 
 * @return El tono puro.
 */
public static double[] generateTone(int bufferSize, int fs, int f0) {
    double[] tone = new double[bufferSize]; // Tono
    double angle; // Ángulo del tono

    for (int i = 0; i < tone.length; i++) {
        angle = 2 * Math.PI * f0 * i / fs; // Calculamos la variación del ángulo
        tone[i] = Math.sin(angle); // Cada muestra se obtiene a partir del seno del ángulo
    }

    return tone;
} // generateTone()

Answer 4

这是最终的代码：

/**
 * Genera un tono puro.
 * @param bufferSize Tamaño del buffer.
 * @param fs Frecuencia de muestreo.
 * @param f0 Frecuencia central. 
 * @return El tono puro.
 */
public static double[] generateTone(int bufferSize, int fs, double f0) {
    double[] tone = new double[bufferSize]; // Tono
    double angle; // Ángulo del tono

    for (int i = 0; i < tone.length; i++) {
        angle = 2 * Math.PI * f0 * i / fs; // Calculamos la variación del ángulo
        tone[i] = Math.sin(angle); // Cada muestra se obtiene a partir del seno del ángulo
    }

    return tone;
} // generateTone()

测试它的main（）：

public static void main(String[] args) {
    double[] x; // Señal de entrada (en nuestro caso es un tono puro a 250 Hz)
    int bufferSize = 1024;
    int fs = 44100;
    double f0 = ((float) fs / (float) bufferSize);
    System.out.println("f0 =  " + f0);

    x = GSignals.generateTone(bufferSize, fs, f0); // Generamos la señal de entrada
} // main()

减少谐波，在Java中产生纯音

4 个答案: