iOS 生成方形声音

Question

我想在 iPhone 上生成方波声音，我在 Web 上找到了正弦波代码(抱歉忘了链接)，但我想生成方波格式。你能帮帮我吗？

    const double amplitude = 0.25;

ViewController *viewController =
(__bridge ViewController *)inRefCon;
double theta = viewController->theta;
double theta_increment = 2.0 * M_PI * viewController->frequency / viewController->sampleRate;

const int channel = 0;
Float32 *buffer = (Float32 *)ioData->mBuffers[channel].mData;

for (UInt32 frame = 0; frame < inNumberFrames; frame++)
{
    buffer[frame] = sin(theta) * amplitude;

    theta += theta_increment;
    if (theta > 2.0 * M_PI)
    {
        theta -= 2.0 * M_PI;
    }
}
   viewController->theta = theta;

Answer 1

奇次谐波之和

完美的方波是所有奇次谐波的总和除以谐波数直至无穷大。在现实世界中，你当然必须停下来——特别是在数字的奈奎斯特频率上。下面是基波加上前 3 个奇次谐波的图片。您可以看到正方形是如何开始成形的。

在您的代码示例中，这意味着将正弦生成包装在另一个循环中。像这样:

double harmNum = 1.0;
while (true)
{
    double freq = viewController->frequency * harmNum;
    if (freq > viewController->sampleRate / 2.0)
        break;

    double theta_increment = 2.0 * M_PI * freq / viewController->sampleRate;

    double ampl = amplitude / harmNum;

    // and then the rest of your code.
    for (UInt32 frame = ....

您将遇到的主要问题是您需要跟踪每个谐波的 theta。

作弊解决方案

作弊是像在纸上那样画一个正方形。将采样率除以频率再除以 2，然后产生 -1 的数量和 +1 的数量。

例如，对于 48kHz 处的 1kHz 正弦波。 48000/1000/2 = 24 所以你需要输出 [-1,-1,-1,....,1,1,1,.....] 其中每个有 24 个。

一个主要缺点是您的频率分辨率很差。就像您的采样率为 44100 一样，您不能精确地产生 1kHz。因为这需要 22.05 个样本为 -1 和 22.05 个样本为 1，所以你必须向下舍入。

根据您的要求，这可能是一种更简单的方法，因为您可以使用计数器和调用之间的最后计数(因为您现在正在跟踪 theta)来实现它