C# 在C语言中创建正弦波或方波#

如何生成给定频率的音频正弦波或方波

我希望这样做是为了校准设备，那么这些波的精确度如何？

您可以使用并创建一个导出的波流，输出正弦波或方波，您可以将其输出到声卡或写入文件。如果使用32位浮点采样，则可以直接从sin函数中写入值，而无需进行缩放，因为它已经在-1和1之间

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至于准确度，你是说准确的频率，还是准确的波形？没有真正的方波，甚至正弦波在其他频率也可能有一些非常安静的伪影。如果重要的是频率的准确性，那么您就依赖于声卡中时钟的稳定性和准确性。话虽如此，我认为对于大多数用途来说，准确度是足够好的

下面是一些示例代码，它以8kHz采样率和16位采样（即，不是浮点）生成1kHz采样：

int sampleRate=8000；
short[]buffer=新的short[8000]；
双振幅=0.25*short.MaxValue；
双频=1000；
for（int n=0；n

这允许您给出频率、持续时间和振幅，它是100%。净CLR代码。没有外部DLL。它的工作原理是创建WAV格式的

MemoryStream

，就像只在内存中创建文件，而不将其存储到磁盘。然后用

System.Media.SoundPlayer

播放

MemoryStream

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Windows.Forms;

public static void PlayBeep(UInt16 frequency, int msDuration, UInt16 volume = 16383)
{
    var mStrm = new MemoryStream();
    BinaryWriter writer = new BinaryWriter(mStrm);

    const double TAU = 2 * Math.PI;
    int formatChunkSize = 16;
    int headerSize = 8;
    short formatType = 1;
    short tracks = 1;
    int samplesPerSecond = 44100;
    short bitsPerSample = 16;
    short frameSize = (short)(tracks * ((bitsPerSample + 7) / 8));
    int bytesPerSecond = samplesPerSecond * frameSize;
    int waveSize = 4;
    int samples = (int)((decimal)samplesPerSecond * msDuration / 1000);
    int dataChunkSize = samples * frameSize;
    int fileSize = waveSize + headerSize + formatChunkSize + headerSize + dataChunkSize;
    // var encoding = new System.Text.UTF8Encoding();
    writer.Write(0x46464952); // = encoding.GetBytes("RIFF")
    writer.Write(fileSize);
    writer.Write(0x45564157); // = encoding.GetBytes("WAVE")
    writer.Write(0x20746D66); // = encoding.GetBytes("fmt ")
    writer.Write(formatChunkSize);
    writer.Write(formatType);
    writer.Write(tracks);
    writer.Write(samplesPerSecond);
    writer.Write(bytesPerSecond);
    writer.Write(frameSize);
    writer.Write(bitsPerSample);
    writer.Write(0x61746164); // = encoding.GetBytes("data")
    writer.Write(dataChunkSize);
    {
        double theta = frequency * TAU / (double)samplesPerSecond;
        // 'volume' is UInt16 with range 0 thru Uint16.MaxValue ( = 65 535)
        // we need 'amp' to have the range of 0 thru Int16.MaxValue ( = 32 767)
        double amp = volume >> 2; // so we simply set amp = volume / 2
        for (int step = 0; step < samples; step++)
        {
            short s = (short)(amp * Math.Sin(theta * (double)step));
            writer.Write(s);
        }
    }

    mStrm.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
    new System.Media.SoundPlayer(mStrm).Play();
    writer.Close();
    mStrm.Close();
} // public static void PlayBeep(UInt16 frequency, int msDuration, UInt16 volume = 16383)

使用系统；
使用System.Collections.Generic；
使用System.IO；
使用System.Linq；
使用System.Windows.Forms；
公共静态无效播放蜂鸣音（UInt16频率，完整时间，UInt16音量=16383）
{
var mStrm=新内存流（）；
BinaryWriter=新的BinaryWriter（mStrm）；
常数double TAU=2*Math.PI；
int formatChunkSize=16；
int headerSize=8；
短格式类型=1；
短轨道=1；
int samplesPerSecond=44100；
短位样本=16；
短帧大小=（短）（轨迹*（（比特采样+7）/8））；
int bytesPerSecond=samplesPerSecond*帧大小；
int waveSize=4；
int样本=（int）（（十进制）样本数秒*msDuration/1000）；
int dataChunkSize=samples*frameSize；
int fileSize=waveSize+headerSize+formatChunkSize+headerSize+dataChunkSize；
//var encoding=new System.Text.UTF8Encoding（）；
Write.Write（0x46464952）；/=encoding.GetBytes（“RIFF”）
writer.Write（文件大小）；
Write.Write（0x45564157）；/=encoding.GetBytes（“WAVE”）
writer.Write（0x20746D66）；/=encoding.GetBytes（“fmt”）
writer.Write（formatChunkSize）；
writer.Write（格式化类型）；
编剧。写作（曲目）；
writer.Write（样本秒）；
writer.Write（字节秒）；
writer.Write（框架大小）；
writer.Write（bitsPerSample）；
Write.Write（0x61746164）；/=encoding.GetBytes（“数据”）
writer.Write（数据块大小）；
{
双θ=频率*TAU/（双）采样每秒；
//“音量”为UInt16，范围为0到UInt16.MaxValue（=65 535）
//我们需要“amp”的范围为0到Int16.MaxValue（=32767）
double amp=volume>>2；//因此我们只需设置amp=volume/2
对于（int step=0；step

尝试从

private void TestSine（）
{
IntPtr格式；
字节[]数据；
GetSineWave（100010044100，-1，输出格式，输出数据）；
WaveWriter ww=新建WaveWriter（File.Create（@“d:\work\sine.wav”），
AudioCompressionManager.FormatBytes（格式））；
ww.WriteData（数据）；
ww.Close（）；
}
private void GetSineWave（双频、整数持续时间、整数采样器、短分贝、输出整数PTR格式、输出字节[]数据）
{
short max=dB2Short（分贝）；//short.MaxValue
双fs=sampleRate；//采样频率
int len=采样器*持续时间ms/1000；
short[]data16Bit=新的short[len]；
对于（int i=0；i

使用Math.NET Numerics

正弦曲线

生成给定长度的正弦波阵列。这相当于 对周期锯齿波应用比例三角正弦函数 振幅为2π

s（x）=A⋅sin（2πνx+θ）

生成正弦（长度、采样、频率、振幅、平均值、相位、延迟）

e、 g

返回数组{0,5.9,9.5,9.5,5.9,0，-5.9，…}

还有

Generate.Square(...

哪个会

创建一个周期性的方波

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不能说精度。

最好使用真正的信号发生器（具有已知的校准）这里没有真正的方波，甚至正弦波：非常正确，我实际上是指频率，谢谢

private void TestSine()
{
    IntPtr format;
    byte[] data;
    GetSineWave(1000, 100, 44100, -1, out format, out data);
    WaveWriter ww = new WaveWriter(File.Create(@"d:\work\sine.wav"),
        AudioCompressionManager.FormatBytes(format));
    ww.WriteData(data);
    ww.Close();
}

private void GetSineWave(double freq, int durationMs, int sampleRate, short decibel, out IntPtr format, out byte[] data)
{
    short max = dB2Short(decibel);//short.MaxValue
    double fs = sampleRate; // sample freq
    int len = sampleRate * durationMs / 1000;
    short[] data16Bit = new short[len];
    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        double t = (double)i / fs; // current time
        data16Bit[i] = (short)(Math.Sin(2 * Math.PI * t * freq) * max);
    }
    IntPtr format1 = AudioCompressionManager.GetPcmFormat(1, 16, (int)fs);
    byte[] data1 = new byte[data16Bit.Length * 2];
    Buffer.BlockCopy(data16Bit, 0, data1, 0, data1.Length);
    format = format1;
    data = data1;
}

private static short dB2Short(double dB)
{
    double times = Math.Pow(10, dB / 10);
    return (short)(short.MaxValue * times);
}

 Generate.Sinusoidal(15, 1000.0, 100.0, 10.0);

Generate.Square(...