复现听力实验时MATLAB如何实时调整播放中正弦波相位并可视化？

相位调整实现 #

你当前设计的相位调整方案不可行：两个相位差2π的正弦波是完全同相的，乘以不同系数相加后本质是调整振幅，不会改变输出信号的相位，也无法实现反相抵消的效果，还会额外引入振幅变化的干扰。
由于dsp.SineWave的phase属性为不可调，推荐两种成熟的替代方案：

• 手动生成正弦波样本：放弃使用正弦波系统对象，按帧生成信号时直接引入可调相位参数，无畸变且逻辑简单：

% 初始化参数
fs = 48000; % 采样率
freq = 1000; % 测试频率
phase_air = 0; % 空气传导固定相位
phase_bone = 0; % 骨传导可调相位
current_time = 0;
frame_dur = 0.05; % 每帧时长50ms
frame_len = round(fs * frame_dur);

% 每帧生成逻辑
t = (0:frame_len-1)/fs + current_time;
sig_air = sin(2*pi*freq*t + phase_air);
sig_bone = sin(2*pi*freq*t + phase_bone);
current_time = current_time + frame_dur;

直接修改phase_bone的取值即可实现0~2π范围内的连续相位调整，完全没有信号畸变。

• 正交信号合成方案：如果必须使用系统对象，可创建两个相位差π/2的正弦波对象，利用和角公式合成任意相位的信号：

% 初始化两个正交系统对象
sine0 = dsp.SineWave('SampleRate',fs,'Frequency',freq,'Phase',0);
sine90 = dsp.SineWave('SampleRate',fs,'Frequency',freq,'Phase',pi/2);

% 合成任意相位θ的信号
sig_bone = sin(theta) * sine0() + cos(theta) * sine90();

实时可视化实现 #

dsp.TimeScope只能在脚本停止后更新的问题是缺少强制渲染指令，MATLAB默认会批量缓存绘图指令，在每帧绘制后添加drawnow limitrate即可强制实时刷新。
你提到的用plot函数实现实时可视化的方案完全可行，且比dsp.TimeScope灵活度更高，实现逻辑如下：

1. 初始化阶段预创建绘图对象，避免每次重绘消耗性能

figure('Position',[100,100,800,400])
% 预生成三个信号的线条对象
t_plot = (0:frame_len-1)/fs*1000; % 横轴转毫秒方便查看
h_air = plot(t_plot, zeros(frame_len,1), 'b', 'LineWidth',1, 'DisplayName','空气传导信号');
hold on; grid on;
h_bone = plot(t_plot, zeros(frame_len,1), 'r', 'LineWidth',1, 'DisplayName','骨传导信号');
h_sum = plot(t_plot, zeros(frame_len,1), 'k', 'LineWidth',1.5, 'DisplayName','叠加后信号');
hold off;
xlabel('时间(ms)'); ylabel('振幅');
ylim([-2.2 2.2]); legend('Location','best');

% 添加相位调节滑块，无需命令行输入，操作更便捷
h_slider = uicontrol('Style','slider','Min',0,'Max',2*pi,'Value',0,...
    'Position',[100,20,600,30], 'String','骨传导相位调整');

2. 每帧更新时仅修改线条的Y数据，调用drawnow刷新界面

% 每帧更新逻辑
phase_bone = get(h_slider,'Value');
% [这里插入生成sig_air、sig_bone的代码]
sig_sum = sig_air + sig_bone;

set(h_air, 'YData', sig_air);
set(h_bone, 'YData', sig_bone);
set(h_sum, 'YData', sig_sum);
drawnow limitrate; % 限制最高刷新率为20帧/秒，避免界面卡顿

播放音频可使用audioDeviceWriter系统对象，每帧生成信号后同步调用写入即可实现音画同步。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者m-ga