如何使用Python生成正弦波？

Question

我正在尝试生成一个给定频率和持续时间的正弦波，然后将其写入.wav文件中。我使用了numpy的sin函数和scipy的wavfile函数。但是，我得到了一个奇怪的声音，肯定不是正弦波。

import numpy as np
from scipy.io import wavfile

fs = 44100

f = int(raw_input("Enter fundamental frequency: "))
t = float(raw_input("Enter duration of signal (in seconds): "))

samples = np.arange(t * fs)

signal = np.sin(2 * np.pi * f * samples)

signal *= 32767

signal = np.int16(signal)

wavfile.write(str(raw_input("Name your audio: ")), fs, signal)

任何帮助都将不胜感激。我是否对正弦波或其他内容做出了基本错误的假设？

- Badrinarayan Rammohan

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如果您尝试使用samples = np.arange(t * fs) / fs会发生什么？ - Paul Panzer

Answer 1

更改

samples = np.arange(t * fs)

to

samples = np.linspace(0, t, int(fs*t), endpoint=False)

（这假设fs*t的结果为整数值。）

或者，正如保罗·潘泽在评论中建议的那样，

samples = np.arange(t * fs) / fs

您的样本只是整数0、1、2...... fs*t的序列。相反，您需要样本的实际时间值（以秒为单位）。

- Warren Weckesser

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我认为我的更精确一些（如果 fs*t 不是整数的话）。 - Paul Panzer

是的，现在我明白了！变量samples必须是秒而不是样本。谢谢！ - Badrinarayan Rammohan

Answer 2

一个简化的方法：

cycles = 2 # how many sine cycles
resolution = 25 # how many datapoints to generate

length = np.pi * 2 * cycles
my_wave = np.sin(np.arange(0, length, length / resolution))

生成：

[ 0.      0.4818  0.8443  0.998   0.9048  0.5878  0.1253 -0.3681 -0.7705
 -0.9823 -0.9511 -0.6845 -0.2487  0.2487  0.6845  0.9511  0.9823  0.7705
  0.3681 -0.1253 -0.5878 -0.9048 -0.998  -0.8443 -0.4818]

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注意：尽管这个回答没有涉及用于音频生成的正弦波，但对于我的应用程序而言，仅参数化波长和生成的数据点数比基本频率和持续时间更直观。

- Voy

Answer 3

使用它并按照您的要求设置参数。

start_time = 0
end_time = 1
sample_rate = 1000
time = np.arange(start_time, end_time, 1/sample_rate)
theta = 0
frequency = 100
amplitude = 1
sinewave = amplitude * np.sin(2 * np.pi * frequency * time + theta)
figure(figsize=(20, 6), dpi=80)
plt.plot(sinewave)

- Shanks D Shiva

Answer 4

你混淆了样本值和长度！尝试使用以下方法：

samples = np.linspace(0, t, t * fs)

另一个细节：在raw_input周围不需要使用str。

- grovina