调音器内部原理
在线吉他调音器如何工作？
审核并更新于 2026-08-15
了解浏览器如何把麦克风音频转换为频率、找到最近的音符，并显示琴弦偏低还是偏高。
在线调音器并不像人一样“听见”音符。它接收快速变化的声波，估算声波每秒重复多少次，再把得到的频率与音乐音符表进行比较。
1. 浏览器获取麦克风声音
您授予权限后，Web Audio API 会创建实时音频流。Guitar-Tuner.org 在本地分析这个音频流；估算音高不需要上传或保存录音。
音频由一系列采样值组成。调音器不会一次处理无限长的音频流，而是处理短小的数据块。本网站使用 4096 个采样的区块：它足够长，可以呈现低音吉他声波的重复周期，又足够短，可以快速响应。
2. 音高识别寻找重复周期
稳定的乐音会以近似周期性的方式重复。如果一个周期每秒重复 110 次，基频就是 110 Hz，也就是 A2 的目标频率。真实琴弦还会产生基频整数倍的泛音。泛音构成音色，也让识别更具挑战。
Guitar-Tuner.org 使用 Aubio。系统会忽略太安静、超出乐器音域，或在连续窗口中不稳定的读数，从而减少室内噪声和拨弦初始尖锐瞬态造成的跳动。
示例：识别空弦 A
三个稳定窗口可能分别估算为 109.7、109.9 和 109.8 Hz。由于这些数值很接近，调音器会接受该信号，并把约 109.8 Hz 与目标音符比较。最接近的结果是 110 Hz 的 A2。
3. 频率转换为音符
十二平均律中的音符按对数规律排列。每升高一个半音，频率都会乘以 2 的十二次方根。以 A4 = 440 Hz 为基准，最近的音符可按以下方式计算：
音符距离 = 12 × log₂(测得频率 ÷ 440)
四舍五入到最近的整数半音即可得到音符，剩余的小数部分就是调音误差。
4. 音分描述剩余误差
仅有最近的音名还不够。109.8 Hz 和 111 Hz 都可能显示为 A2，但前者偏低，后者偏高：
音分 = 1200 × log₂(测得频率 ÷ 目标频率)
| A2 测量值 | 差值 | 操作提示 |
|---|---|---|
| 109.0 Hz | 约 −16 音分 | 拧紧琴弦 |
| 110.0 Hz | 0 音分 | 音准正确 |
| 111.0 Hz | 约 +16 音分 | 放松琴弦 |
为什么显示有时会跳动？
- 拨弦过猛：用力拨弦会暂时拉伸琴弦。
- 泛音过强：识别器可能短暂锁定到更高的泛音。
- 声音重叠：其他琴弦或室内噪声会形成竞争信号。
- 信号太弱：麦克风距离过远时，音符难以从噪声中分离。
- 音符正在衰减：声音变小时，估算会变得不稳定。
如何获得清晰的信号？
- 用手制止当前不需要调的琴弦振动。
- 让乐器与麦克风保持合理距离。
- 用适中的力度拨弦一次，让音符自然延续。
- 稍等片刻，让拨弦开始时的瞬态稳定下来。
- 小幅调整弦钮并重新拨弦，不要连续不停地旋转。
麦克风模式与凭听觉调音
麦克风模式测量音高，并快速给出客观目标。听觉模式播放参考音，但需要您自己进行比较。听觉训练有助于培养音高感知能力；自动模式则更适合精确检查音准。
常见问题
调音器会把麦克风音频发送到服务器吗？
不会。分析在浏览器内部完成。麦克风权限由浏览器管理，您可以随时在网站设置中撤销权限。
为什么显示了错误的琴弦？
琴弦可能离目标太远，或识别器正在跟踪较强的泛音。请手动选择琴弦、让其他弦静音，并将八度和频率与预期目标进行比较。