
(1) [fundamental wave]
(2) 复合波的最低频率分量
(3) 在复杂的周期性振荡中,包含基波和谐波。和该振荡最长周期相等的正弦波分量称为基波。相应于这个周期的频率称为基本频率。频率等于基本频率的整倍数的正弦波分量称为谐波
基波是电子工程和信号处理领域的核心概念,指周期性信号中频率最低、幅度最大的正弦波分量,其频率称为基频。它是构成复杂周期信号的基础成分,其他频率为基频整数倍的分量称为谐波。以下是详细解释:
定义与特性
根据《电子工程术语》(国家标准GB/T 2900.1-2008),基波是周期量的傅里叶级数中序数为1的分量,其频率等于该周期量的频率。例如,50Hz交流电的基波即为50Hz的正弦波,而100Hz、150Hz等为其谐波。
数学表达
在傅里叶分析中,周期信号 ( f(t) ) 可分解为:
$$ f(t) = a0 + sum{n=1}^{infty} left( a_n cos frac{2pi n t}{T} + b_n sin frac{2pi n t}{T} right) $$
其中 ( n=1 ) 时对应的分量即为基波(来源:《物理学大辞典》,科学出版社)。
工程应用
在电力系统中,基波代表电能传输的有效成分,而谐波会导致设备过热、效率降低。国际标准IEEE 519-2014规定电网谐波畸变率限值,以保障基波为主导的供电质量(来源:IEEE标准协会)。
与谐波的关系
基波与谐波共同构成信号的频谱。例如,方波可分解为基波(( f ))和奇次谐波(( 3f, 5f, ldots )),其数学表达为:
$$ text{方波} = frac{4}{pi} sum_{k=1}^{infty} frac{sin(2pi (2k-1) f t)}{2k-1} $$
其中 ( k=1 ) 时为基波分量(来源:《信号与系统》,奥本海姆著)。
权威参考来源:
基波是物理学和信号处理领域的重要概念,其核心含义及相关信息如下:
基波指周期性振荡中与最长周期相等的正弦波分量。例如,一个周期为$T$的复杂信号,其基波频率为$f=1/T$,对应的正弦波即为基波。
对于周期信号$s(t)$,其傅里叶展开式为: $$ s(t) = a0 + sum{n=1}^{infty} [a_ncos(2pi nf t) + b_nsin(2pi nf t)] $$ 其中$n=1$时对应基波分量,$ngeq2$为谐波分量。
提示:不同领域对基波的具体应用存在差异,需结合上下文理解。更多技术细节可参考电子工程类教材或信号处理专著。
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