Генератор звукового тона

Как получить звук нужной частоты

Камертон и динамик, соединённые плавной звуковой волной

Для первого знакомства оставьте 440 Гц и синусоидальную волну: получится ровный тон без дополнительных гармоник. Генератор создаёт звук выбранной частоты прямо в браузере. Уменьшите громкость устройства, нажмите «Включить звук» и слушайте короткими отрезками. Для остановки нажмите ту же кнопку. Микрофон и загруженный аудиофайл не нужны.

Частота отвечает за число повторений волны за секунду. При 440 Гц один цикл повторяется 440 раз за секунду, при 1000 Гц их уже тысяча. В обычной ситуации увеличение частоты делает тон выше. Громкость меняется другим полем: переход с 440 на 880 Гц сам по себе не означает удвоение громкости.

Начальные 10% задают небольшое усиление внутри генератора, но фактический звук зависит ещё от системной громкости, усилителя и наушников. Одинаковое положение ползунка на телефоне и компьютере не гарантирует одинакового звукового давления. Если тон кажется неприятным, остановите его, а не пытайтесь привыкнуть.

Что означает период волны

Период показывает время одного полного повторения. Представьте маятник: частота считает, сколько колебаний он сделал за секунду, а период измеряет длительность одного колебания. У звуковой волны действует такое же обратное отношение. Чтобы получить период в миллисекундах, разделите тысячу на частоту в герцах.

T = \frac{1000}{f}

Здесь T выражен в миллисекундах, f в герцах. При 1000 Гц получается 1 мс, при 500 Гц 2 мс. Чем больше частота, тем короче период. Подпись под кнопкой показывает именно этот расчёт, а не задержку между нажатием кнопки и появлением звука.

Одна миллисекунда равна одной тысячной секунды. Поэтому число 0,0625 мс для 16 000 Гц не означает почти неподвижный сигнал: за секунду укладывается 16 тысяч таких коротких циклов. Для несинусоидальной формы период относится к повторению всей волны, включая её характерный рисунок.

Какую форму волны выбрать

Синусоида даёт один тон. Другие формы содержат гармоники: дополнительные частоты, кратные основной. Например, при основной частоте 440 Гц третья гармоника находится на 1320 Гц. Высота основного тона сохраняется, а окраска звука, которую называют тембром, меняется. Сравнивать формы лучше при одной частоте и небольшой громкости.

Синусоидальная. Подходит, когда нужно услышать отдельную частоту без намеренного добавления гармоник.
Треугольная. У идеальной волны присутствуют нечётные гармоники, амплитуды которых убывают обратно квадрату номера. Звук обычно мягче прямоугольного.
Прямоугольная. Идеальная симметричная волна тоже содержит нечётные гармоники, но они убывают медленнее, обратно номеру. При той же основной частоте звук получается резче.
Пилообразная. Идеальная пила содержит и чётные, и нечётные гармоники с амплитудами, обратно пропорциональными номеру. Её удобно сравнить с синусом, чтобы услышать роль обертонов.

Цифровой генератор ограничивает высокочастотные составляющие, которые невозможно представить при текущей частоте дискретизации. Поэтому математически идеальные углы прямоугольника и пилы не превращаются в бесконечный набор воспроизводимых частот. Реальные динамики дополнительно меняют спектр звука. Для музыкальной игры с клавиатурой удобнее синтезатор. В телефонных сигналах DTMF одновременно складываются два синусоидальных тона.

Частоты в знакомых задачах

Для сравнения меняйте один параметр за раз. После изменения поля генератор останавливается: сначала проверьте новое значение, затем снова включите звук. Так резкая смена формы или частоты не застанет врасплох. Ниже приведены настройки, которые можно повторить без специальных приборов.

Ля первой октавы

Задайте 440 Гц, синусоидальную форму и 10% громкости. Период составит 1000 / 440 ≈ 2,2727 мс. Это частота ноты ля первой октавы при настройке A4 = 440 Гц. Она подходит как опорный тон для сравнения, но генератор не слушает инструмент и не показывает, насколько точно настроена струна.

Та же нота на октаву выше

Остановите звук, замените 440 на 880 Гц и оставьте синус. Получится период около 1,1364 мс, ровно вдвое короче предыдущего. Удвоение частоты соответствует подъёму на октаву. Сравнение помогает услышать связь чисел с музыкальной высотой: 660 Гц не будет следующей октавой, поскольку отношение частот там другое.

Килогерц без пересчёта в уме

Для тона 1 кГц введите 1000 Гц, выберите синусоиду и оставьте тихую громкость. Под кнопкой появится период 1 мс. Приставка «кило» означает тысячу, поэтому вводить 1 в поле герц было бы другой задачей. Генератор принимает значения от 20 Гц, и слишком маленькое число он предложит исправить.

Низкий тон на небольшом динамике

Установите 100 Гц и синусоидальную форму: расчёт даст 10 мс. Если динамик телефона воспроизводит этот тон слабо, не компенсируйте это резким увеличением громкости. Маленький динамик может плохо передавать низкие частоты. Смена на прямоугольную волну добавит гармоники 300, 500 Гц и выше, поэтому её слышимость уже не доказывает воспроизведение чистых 100 Гц.

Одна высота с разным тембром

Введите 220 Гц, сначала включите синус, затем остановите его и выберите пилу. В обоих случаях период равен примерно 4,5455 мс. У идеальной пилы появляются составляющие 440, 660, 880 Гц и далее. Если она воспринимается громче или резче, это объясняется изменением спектра, а не новым значением основной частоты.

Что ограничивает воспроизведение

Интерфейс принимает частоты от 20 до 16 000 Гц. Это рабочий диапазон инструмента, а не заключение о слухе человека или возможностях конкретной колонки. Синус на верхней границе может быть неслышен из-за устройства, настроек воспроизведения и индивидуального восприятия. Повышение громкости не превращает страницу в проверку слуха.

При частоте дискретизации 48 000 отсчётов в секунду граница Найквиста равна 24 000 Гц. Основная частота должна быть строго ниже половины частоты дискретизации. Генератор проверяет это условие перед созданием звука. Например, при необычно низкой дискретизации 32 000 Гц он отклонит 16 000 Гц и предложит уменьшить значение.

Звук идёт без заданного таймера, пока страница открыта и видима. При уходе на другую вкладку или сворачивании браузера воспроизведение прекращается. После возвращения нужен новый клик. Это же относится к перезагрузке: настройки полей могут восстановиться, но генератор останется выключенным.

Вопросы о чистых тонах

Слышимость отдельного тона зависит от всей цепочки воспроизведения. По одному ощущению нельзя отличить особенности слуха от ограничений динамика, а проценты в форме не заменяют измерение громкости прибором.

Почему при высокой частоте ничего не слышно?

Проверьте, включён ли звук, выбран ли нужный выход и не выключен ли звук вкладки. Высокую частоту могут ослаблять наушники, динамик или обработка звука. Индивидуальная слышимость тоже различается. Не поднимайте громкость до предела ради попытки услышать край диапазона; для проверки цепочки вернитесь к тихим 440 Гц.

Можно ли проверить слух этим генератором?

Страница не проводит аудиометрию. Для неё нужны калиброванные уровни звука, подходящие наушники, контролируемые условия и методика измерения. Наличие или отсутствие ощущения на одной частоте здесь не даёт порога слышимости и не позволяет поставить диагноз.

Почему два одинаковых процента громкости звучат по-разному?

Процент меняет усиление сигнала внутри страницы. Системная громкость, чувствительность наушников, частотная характеристика динамика и форма волны остаются отдельными факторами. Это число нельзя напрямую перевести в децибелы звукового давления без измерений всей цепочки.

Будут ли два тона отдельно в левом и правом ухе?

Здесь создаётся один сигнал, который выводится через выбранное системой устройство. Отдельные частоты для двух каналов задаёт генератор бинауральных тонов. Стереонаушники сами по себе не превращают один общий тон в пару разных частот.

Для пары близких частот по отдельным каналам откройте генератор бинауральных тонов. В обычном монофоническом тоне разности двух частот нет.

Можно ли включить ультразвук или выгнать воду из динамика?

Диапазон страницы заканчивается на 16 000 Гц. Инструмент не рассчитан на ультразвук и не выполняет очистку или ремонт динамиков. Он только создаёт выбранную звуковую волну; состояние устройства и его влагозащиту такое воспроизведение не проверяет.

Почему при включении иногда слышен щелчок?

Резкий обрыв волны способен дать щелчок. Генератор плавно поднимает и опускает усиление за короткий интервал около 20 мс, чтобы уменьшить этот эффект. Но щелчки от переключения выхода, системной обработки или работы самого устройства возможны независимо от формы сигнала.

Нулевые проценты означают, что генератор сломан?

При 0% усиление равно нулю, поэтому звук отсутствует даже после запуска. Это допустимая настройка. Чтобы услышать тон, остановите сеанс, задайте небольшое ненулевое значение и включите его снова, сохраняя тихую громкость устройства.

Есть что добавить?

Напишите своё мнение, комментарий или предложение.