Программный генератор сигналов

Online Tone Generator

Instructions

To play a constant tone, click Play or press .

To change the frequency, drag the slider or press (arrow keys). To adjust the frequency by 1 Hz, use the buttons or press and . To adjust the frequency by 0.01 Hz, press and ; to adjust it by 0.001 Hz, press and To halve/double the frequency (go down/up one octave), click ×½ and ×2.

To change the wave type from a sine wave (pure tone) to a square/triangle/sawtooth wave, click the button.

You can mix tones by opening the Online Tone Generator in several browser tabs.

What can I use this tone generator for?

Tuning instruments, science experiments (what’s the resonant frequency of this wineglass?), testing audio equipment (how low does my subwoofer go?), testing your hearing (what’s the highest frequency you can hear? are there frequencies you can hear in only one ear?).

Tinnitus frequency matching. If you have pure-tone tinnitus, this online frequency generator can help you determine its frequency. Knowing your tinnitus frequency can enable you to better target masking sounds and frequency discrimination training. When you find a frequency that seems to match your tinnitus, make sure you check frequencies one octave higher (frequency × 2) and one octave lower (frequency × ½), as it is easy to confuse tones that are one octave apart.

Alzheimer’s disease. There is some early-stage scientific evidence that listening to a 40 Hz tone can reverse some of the molecular changes in the brains of Alzheimer’s patients. This is one of these things that sound too good to be true, but early results are very promising. Here’s a summary of the research so far and a report from a user who tried 40 Hz therapy on his wife. (Note that this tone generator is not a medical device – I don’t guarantee anything!)

Comments

You can leave comments here.

Support this site

If you use the Online Tone Generator and find it helpful, please support it with a little bit of money. Here’s the deal: My goal is to keep maintaining this site to make sure it stays compatible with current browser versions. Unfortunately, this takes a non-trivial amount of time (for example, figuring out an obscure browser bug can take many hours of work), which is a problem because I have to make a living. Donations from awesome, good-looking users like you buy me time to keep things running.

So if you think this tone generator is worth it, please support it with some money to help keep it online. The amount is entirely up to you – I only ask for what you consider fair price for the value you’re getting. Thanks!

Главная » Каталог программ » Мультимедиа » Редакторы

Генератор звуковых частот 5.30 — Многотоновый генератор синусоидальных сигналов



Многоканальный многотоновый генератор синусоидального и шумового сигнала звуковых частот предназначен для настройки и измерения параметров аудио аппаратуры.

Основные возможности программы
— Дискретность установки частоты 0.00001%; уровня — 0.001 дБ; фазы — 0.001 °.
— Минимальный коэффициент нелинейных и интермодуляционных искажений, точность, стабильность и диапазон частот ограничены только качеством используемой звуковой карты.
— Работает с 16, 24 и 32 битными звуковыми картами с частотой дискретизации до 384 кГц.
— Поддерживаются WDM драйверы.
— Независимые регулировки частоты и амплитуды в каналах, а так же регулируемый сдвиг фаз между каналами.
— До восьми осцилляторов на каждый канал с независимой установкой частоты и уровня.
— Режим качающейся частоты с регулируемой скоростью качания в линейном или логарифмическом масштабе. Режим синхронного изменения частоты нескольких осцилляторов.
— Генерация шумов: белого, розового (1/f), броуновского (1/f 2).
— Режим амплитудной модуляции одного канала другим.

Звуковой генератор RN3QGA

— Синтез всех сигналов в реальном времени с возможностью записи синтезированных сигналов на диск.

Демонстрационная версия полностью функциональна, но время звучания ограничено 15 секундами после каждого нажатия кнопки «Start». Регистрация снимает демонстрационное ограничение.


Дополнительная информация
Лицензия: Условно-бесплатно
Разработчик ПО: Олег Яковлевич Шмелёв
Поддерживаемые ОС: Windows 95, Windows 98/Me, Windows NT/2000, Windows XP, Windows 2003, Windows Vista, Windows 7
Язык интерфейса: Русский, Английский
Дата обновления: 2015-07-04
Размер программы: 600 кб

Скачать Генератор звуковых частот 5.30

Рейтинг: 4.0 из 5
Голоса: 13

Комментарии и отзывы: 1

1. Павел• 24.11.2015
Кто нибудь пробовал запускать генератор Шмелева на Windows 10? Работать будет?

Добавить отзыв, комментарий

В статье предоставлен материал для новичков в данной теме. После прочтения статьи нельзя будет с ходу написать свой движок-убийцу OpenAL, но, как минимум, должно остаться понимание того, что имеют в виду когда упоминают различные звуковые эффекты, как их теоретически можно реализовать, и так далее.

Процедурная генерация звука в реальном времени. Основы

Введение
Основные понятия
Осцилляторы
Модуляция
Фильтрация
Характеристики фильтра
FIR/IIR фильтры
Дизайн фильтра (с примерами)
Программное обеспечение
Совсем немного математики
Построение АЧХ/ФЧХ, нормализация
Эффекты
Хор/фейзер/фланжер
Реверберация
Кратко о некоторых других эффектах
Пространственные эффекты
Бинауральные эффекты
Примеры
Источники

Введение

    Звук – распространение волн в среде. Характеризуется амплитудой (силой) и спектром частот (характером) колебаний. Существует множество способов генерации данных, которые в дальнейшем можно воспроизвести как звуковые волны: от физического моделирования до фильтрации осцилляторов и даже простого создания звуков с помощью элементарных математических функций. Последнее является, в некоторой мере, аддитивным синтезом, когда сигнал создается через сумму тригонометрических функций с различными фазами и амплитудами, только несколько упрощенный, потому как в основе аддитивного синтеза лежит математика (см. преобразование Фурье), тогда как в вышеупомянутом методе – в основном подбор звучания «на слух».
    В качестве примера подбора звучания «на слух» – sound toy (http://iquilezles.org/apps/soundtoy/index.html) от известного демосценера IQ/RGBA. Посмотреть краткий список различных способов создания звука с небольшим описанием к каждому можно в [1].
    Стоит в самом начале упомянуть неплохой сборник примеров реализаций различных алгоритмов цифровой обработки сигналов (применительно к обработке цифрового звука) — [2], в процессе чтения данной статьи можно обращаться за примерами в этот архив. Высокоуровневый обзор звуковых технологий (довольно старый, но информация в нем еще довольно актуальна), используемых в играх, проблемах звуковых движков и пр.: [18].
    В цифровом мире звук обычно представляется набором сэмплов: определенное количество раз в секунду (т.н. частота дискретизации) берется значение звукового давления и записывается в массив. Таким образом, получается дискретное представление сплошного сигнала. Естественно, чем больше частота дискретизации (соответственно, меньше время между снятием значений), тем точнее представляется исходный сигнал. Иллюстрация дискретизации сплошного сигнала из Wikipedia — Sampling rate:


В результате дискретизации аналогового сигнала (синий график),
получается набор равноудаленных сэмплов (черные точки).

    Для представления синусоиды определенной частоты требуется минимум два сэмпла на период: один представляет волну в минимуме, другой – в максимуме. То есть, фактически, для представления синусоиды частотой N Гц требуется частота сэмплирования (дискретизации) Fs минимум 2*N Гц. В теории обработки сигналов эта теорема звучит так:

если спектр функции x(t) не содержит частот выше FN Гц, то ее можно восстановить однозначно и без потерь с помощью последовательности точек, разнесенных не более чем на 1/(2*FN) секунд;

и носит название теоремы Найквиста-Шеннона (англ. Nyquist-Shennon theorem) — в англоязычной литературе, или теоремы отсчетов (теоремы Котельникова) — в русскоязычной литературе.. Фактически, это объясняет наиболее распространённую частоту сэмплирования – 44100 Гц: максимальная частота звука, улавливаемого человеческим ухом лежит где-то в районе 20 КГц (минимальная частота – 20 Гц). Максимальную частоту, которую можно представить с заданной частотой дискретизации (фактически, равную Fs/2 Гц), называют частотой Найквиста.
    Здесь же лежит еще одна важная деталь: при попытке получить частоты выше, чем частота Найквиста, возникает эффект алиасинга (англ. aliasing) – волны этих повышенных частот будут представлены совокупностью частот ниже частоты Найквиста неопределенным образом, что в итоге будет звучать грязно. Поэтому при понижении частоты дискретизации сигнала необходимо отфильтровывать частоты, превышающие частоты Найквиста для будущей частоты дискретизации (см. раздел «Фильтры» ниже).


Алиасинг в данном случае приведет к некорректному звучанию исходной волны
(исходный сигнал — темно-зеленый, результат будет звучать как синий сигнал)

    Помимо частоты дискретизации другой важной характеристикой сигнала в дискретном мире является глубина дискретизации, так же называемая разрядностью или количеством уровней квантования. Эта величина показывает, сколько ячеек информации выделяется под хранение одного сэмпла. Для стандартного CD аудио используется глубина дискретизации в 16 бит на сэмпл, то есть, например если сигнал приведен к диапазону [-1; 1], то минимальный шаг внутри этого диапазона будет 2 / 65536 ≈  3 * 10-5. Понижение глубины дискретизации на существующем сигнале может привнести квантизационный шум, этот факт используется например в эффекте bitcrusher (см. раздел «Кратко о некоторых других эффектах» далее).
    В этой статье внимание будет заострено, в основном, на субтрактивном синтезе, так как это основной инструмент, используемый в старых аналоговых синтезаторах и демосцене.
    Субтрактивный синтез означает, буквально, «вычитательное создание», и называется он так потому, что вначале берется сигнал (например, выходной сигнал с осциллятора), в котором присутствуют многие частоты, а затем эти частоты «вырезаются» различными фильтрами. На самом деле это не совсем так, поскольку фильтры с резонансом могут усиливать частоты, а не только их вырезать/оттенять, а некоторые эффекты могут даже добавлять частоты ([3], 9:00).
    Вообще, данный источник ([3]) крайне рекомендуется к ознакомлению всем, кто понимает достаточно простую техническую речь на английском языке: в этом семинаре известный демосценер – Tammo “kb/farbrausch” Hinrichs – рассказывает об основах написания синтезаторов, показывая на примерах различные осцилляторы, фильтры и модуляции.
    Но обо всем по порядку.

Основные понятия

    Для начала стоит определить некоторые понятия, которые часто встречаются в различных статьях, связанных с программированием/редактированием звука.
    В первую очередь, необходимо объяснить понятие «звуковой спектр», что это такое, и как с ним работать. Звуковой спектр — это состав аккустического сигнала, информация о том, как энергия сигнала распределена по частотам. Чаще всего визуализируется с помощью графика амплитуда-частота. Само понятие «спектр» было введено Ньютоном в качестве обозначения цветных полос, получающихся при пропускании белого света через призму. Звуковая волна, по аналогии с оптической может быть разложена на простейшие периодические составляющие, для этого используется преобразование Фурье. Смысл его, если кратко, в том, чтобы представить некую произвольную периодическую функцию — суммой множества простых периодических функций (в нашем случае — синус). В качестве примера возьмем квадратную волну (подробней о ней чуть дальше, в разделе «Осцилляторы»), иллюстрация из Wikipedia — Fourier series:


Представление исходной «квадратной» волны
суммой более простых синусоидальных волн

У каждого из простейших слагаемых, участвующих в преобразовании, своя амплитуда и частота. Чем больше слагаемых, тем точнее представляется исходная функция функция (это заметно на рисунке, сверху вниз идет увеличение количества слагаемых). Если  же построить диаграмму, где ось X — частота простейшего слагаемого, а ось Y — соответствующая амплитуда, то получится спектральный состав анализируемого сигнала.

Примеры подобных диаграмм можно увидеть в разделе «Осцилляторы». Наглядно процесс представлен на иллюстрации из Wikipedia — Fourier transform:


Красным показан исходный сигнал (временной домен),
синим — его базовые слагаемые (частотный домен)

    Далее, понятие обертон (нем. oberton, англ. overtone — «верхний тон») в составе спектра звука означает любой призвук, частота которого выше фундаментальной (самой нижней) частоты звука. Обертоны бывают гармоническими (англ. harmonic) и негармоническими: в первом случае их частота кратна фундаментальной частоте, во втором же – нет. Базовая частота и обертоны формируют то, что называют тембром звука, его специфический «окрас», позволяющий, например, определить, какой музыкальный инструмент звучит. Ниже — иллюстрация гармонических обертонов (оригинальная иллюстрация взята с сайта Physics of Music):

    Стоит упомянуть, что слух человека воспринимает музыкальные звуки, отношение частот которых равно двум, как очень похожие, на этом построена «октавная система». То есть частота ноты «до» в определенной октаве ровно в два раза больше частоты ноты «до» соседней, беолее низкой октавы: Fc2 / Fc1 = 2. Для того, чтобы определить частоту, соответствующую фортепианной клавише, можно воспользоваться следующей формулой (октава на фортепиано равномерно покрыта 12-ю клавишами, n — порядковый номер клавиши на фортепиано, для ноты «ля» субконтроктавы n = 0):

    Также со звуком часто связывают употребление такого понятия как децибел (англ. decibel). На самом деле, это просто мера выражения отношения одной величины к другой, взятая в логарифмическом масштабе. Логарифмический масштаб в акустике нужен из-за гигантского динамического диапазона, который улавливает человеческое ухо – отношение громкости звука, который может вызывать повреждение слухового аппарата, к громкости самого тихого звука, улавливаемого ухом – примерно 1 триллион (1012), что в логарифмическом масштабе (по основанию 10) – всего лишь 12. То есть можно сказать что разница в громкости самого громкого и самого тихого звуков – 12 бел (назван в честь Александра Белла – того самого основоположника телефонии), или 120 децибел. Вот формулы, по которым рассчитывается количество бел (ну, а приставка деци- означает десятую часть, т.е. 1 Б = 10 дБ):

B = log10(I / I0);

где I — интенсивность сигнала, I0 — интенсивность сигнала, с которым происходит сравнение.
    В физике часто используют другое логарифмическое представление отношений – единицу Непер (в честь человека, который ввел понятие «логарифм»): только используется натуральный логарифм (по основанию e) вместо десятичного (по основанию 10).

Осцилляторы

    Субтрактивный синтез начинается с осциллятора.

Осциллятор (англ.

Программы для генерации сигналов

oscillator) — генератор периодических звуковых волн различного характера.
    Поскольку звуковые волны – это распространение колебаний в среде, а простейший вид колебаний – синусоидальные, то и простейший вид осциллятора – простой синус. Одна из основных характеристик звукового сигнала (как и света) – спектр. Сигнал, генерируемый синусоидальным осциллятором, будет иметь только одну ненулевую «запись» в спектре – ту, что соответствует частоте синуса. Т.к. для работы с фильтрами нужен более богатый спектр, то основные базовые осцилляторы в субтрактивном синтезе имеют более сложную спектральную характеристику; в то время как синусоидальные осцилляторы используются в основном для модуляции (о модуляции чуть позже).
    Вот список осцилляторов, используемых в качестве базовых для последующего применения фильтров (иллюстрации взяты с этого сайта, см. разделы  TRIANGLE/SQUARE/SAWTOOTH WAVE):

Треугольная волна (англ. triangle wave)

    Треугольная волна и ее спектр показаны на рисунке выше. Обратите внимание, что шкала частот — нелинейная, и начинается не с 0 а с основной частоты сигнала (на рисунке выше — с первой гармоники с частотой в 100 Гц). Кратность гармоники указана выше столбика. Не трудно заметить, что для 100 Гц треугольной волны, в спектре встречаются 300 Гц, 500 Гц, 700 Гц и так далее – нечетные гармоники.

Квадратная волна (англ. square wave)

    На спектре видно, что она так же (как и треугольная волна) состоит из нечетных гармоник, только затухают гармоники гораздо медленнее: например, 900 Гц в случае треугольной волны имеет затухание чуть меньше -40 дБ, а в случае квадратной – только около -20 ДБ.
    Квадратная волна может звучать по-разному в зависимости от отношения длительности максимальных значений к длительности минимальных. Стандартное соотношение — 50/50. Обычно квадратная волна с неравным соотношением также называется пульс-волной. Спектр пульс-волны более богат, чем спектр квадратной волны, но в нем присутствуют периодические провалы.

Пилообразная волна (англ. sawtooth wave)

    Так же, как и в случае с квадратной волной и пульс-волной, для пилообразной волны есть волна, в которую она может плавно перетечь – треугольная. Параметр, который отвечает за переход – отношение нарастания к спаду волны: то есть в случае с треугольной волной это 50/50 %, в случае с пилообразной – либо 100/0 %, либо 0/100 % (тогда получится обратная пилообразная волна).

    Код для всех этих типов осцилляторов можно посмотреть в [4], картинки со распределением частот взяты из [5] (ссылку на конкретный раздел см. выше).

Шум (англ. noise)

    Существует несколько типов шумовых генераторов (осцилляторами это назвать трудно, однако, чаще всего их объединяют для простоты). Типы также обычно называют цветами — опять же, по аналогии спектральной составляющей со светом.
    Например, самый обычный псевдослучайный шум называют белым, поскольку спектр содержит все частоты в равной степени (как и спектр белого света – в равной степени содержит все частоты света из оптического диапазона). Более приятный для человеческого уха – мягкий шум, амплитуда частот в спектре которого обратно пропорциональна частоте, называют розовым (низкие частоты – красный свет – присутствуют в большей мере, а высокие частоты, соответствующие синему – практически отсутствуют). Иногда розовым шумом называют более широкий класс шумов: частоты этого шума пропорциональны 1/fα, где степень α близка к единице. Розовый шум – предмет исследования во многих областях, он часто встречается в природе, и вообще штука крайне интересная. Если степень α увеличить до 2, то получится красный шум, его так же иногда называют Броуновским (Brownian, его еще иногда называют неправильно, из-за некорректного перевода, коричневым). Нижние частоты в этом шуме еще более акцентированы, так что слушать этот вид шума даже более приятно, а так же он практически без изменений напоминает шум толпы, так что он незаменим для урбанистических сценок.
    Если идти в обратную сторону (увеличивать амплитуду частоты в спектре пропорционально самой частоте), то получаются синий и фиолетовый шумы.

Модуляция

    Один из простейших способов изменения сигнала – модуляция. Она позволяет изменять определенные свойства сигнала, используя другой сигнал. Обычно для этого используются так называемые низкочастотные осцилляторы (англ. Low Frequency Oscillator, LFO). Несмотря на то, что их обычно отделяют от обычных осцилляторов (по крайней мере, терминологически) — это такие же осцилляторы, только с частотой ниже порога восприятия человеческого уха (20 Гц). Наиболее простой вид модуляции – амплитудная, когда изменяется интенсивность сигнала. Ближайший аналог амплитудной модуляции по осциллятору в музыке – тремоло (англ. tremolo).
    В синтезаторах также активно используется так называемые огибающие (англ. envelope), которые определяют кривые, задающие интенсивность сигнала. Самым знаменитым видом огибающих является ADSR-огибающая (англ. Attack Decay Sustain Release – атака, спад, удержание, освобождение), которая определяет интенсивность сигнала относительно нажатия клавиши синтезатора: при нажатии клавиши происходит быстрый взлет интенсивности сигнала – атака, далее идет спад до определенного уровня, который не изменяется в течение длительного удержания клавиши, и затем, когда клавишу отпускают, огибающая входит в последний режим – освобождение.
    Также используется частотная модуляция, которая, по сути, задает изменение частоты сигнала, ближайшим аналогом которого в музыке является вибрато (англ. vibrato). В синтезаторах обычно реализуется не совсем честная частотная модуляция. Посредством простого  смещения аргумента в осцилляторе достигается схожий эффект (такую модуляцию можно, скорее, назвать фазовой).
    В более общем плане модулировать можно все что угодно, например, длительность линии задержки, фазу эффектов фейзер или фланжер (подробней об этом – далее). Для модуляции можно использовать не только простые волны, но и их комбинации. Несмотря на свою простоту, модуляция – одно из основных понятий синтезирования звука в целом.

Страницы: 123Следующая »

26 января 2014

#dsp, #filter, #fir, #iir, #soft synth, #ачх, #бих, #ких, #синтез звука, #фчх

Обновление: 22 февраля 2014

Компьютер – осциллограф, генератор, анализатор спектра

Бытовая техника

Главная  Радиолюбителю  Бытовая техника

Схема звукового генератора на транзисторах


Генератор звуковых волн – это устройство или узел электрической цепи, отвечающий за создание и воспроизведение звуковых колебаний.

Где может пригодиться такое устройство:

1.Простой электрический дверной звонок (при замыкании контактов вынесенной удаленно кнопки происходит оповещение звуком о посетителях);

2.Сигнализации (при срабатывании системы безопасности включается блок звукового оповещения);

3.Формирование определенного тембра звука в звуковой аппаратуре;

4.Отпугивание насекомых/птиц (при излучении звуковых колебаний в определенных частотах);

5.В другой профессиональной технике (проверка низкочастотных цепей, тестирование деталей на дефекты и другие цели, основывающиеся на свойствах звуковых волн).

Простейший генератор звука на транзисторах

Ниже предложена схема с минимальным количеством радиодеталей.

Она может пригодиться начинающим радиолюбителям, в радиокружках, в тестовых стендах, для дверного звонка и т.п.

В обиходе ее еще называют «пищалкой».

VT1 – биполярный транзистор n-p-n типа, например, КТ315. Подойдет любой, даже маломощный.

VT2 – биполярный, но p-n-p n типа, например, КТ361. Тоже подойдет любой.

Колебания задаются конденсатором, его емкость должна быть в диапазоне 10-100 нФ.
Резистор – подстроечный, подойдет с номиналом в диапазоне 100-200 кОм.

Динамик BA1 должен быть маломощным, его параметры должны быть сопоставимы с параметрами питающего элемента. В данной схеме может использоваться любой подручный – из игрушек или наушников.

При правильном расположении элементов печатная плата не понадобится.

Доработка до «игровой панели»

По указанной схеме можно собрать целую панель, способную генерировать звуковые колебания различных частот:

1.Так как за генерацию частоты отвечает емкость конденсатора, то количество выводов можно сделать по количеству имеющихся в наличии разных емкостей (желательно с большим шагом, чтобы изменение частоты было сразу заметно уху.

2.Один вывод конденсаторов будет общим у всех, и соединен, например, с базой VT1 или контактом динамика.

3.Вторые выводы соединяются с выводами одиночных гальванических контактов на панели.

4.Теперь для получения звука достаточно включить в цепь новый конденсатор лишь соединив любой из выведенных контактов со второй общей точкой в схеме (если первый общий вывод подключался к базе VT1, то второй – эмиттеру VT2/контакту динамика, или наоборот).

5.При желании выключатель можно исключить из схемы.

В качестве примера.

Генератор звука на 1 килогерц

Еще одна простая реализация на схеме ниже.

Более сложная схема

Если вам нужна возможность регулировки звуковых частот в заданном диапазоне, то возможно, вам пригодится схема ниже.

В зависимости от того, какой из конденсаторов (C1-C4 и C5-C8) включен в цепь, доступен различный диапазон для подстройки переменными резисторами:

1.18-160 Гц;

2.140-1100 Гц;

3.0,9-6,5 кГц;

4.5,2-32 кГц.

То есть охватывается весь слышимый человеческим ухом спектр.

Автор: RadioRadar

Дата публикации: 08.12.2017

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *