
在電子工程和物理學領域,"基諧波"(Fundamental Harmonic)指一個周期性波形中頻率最低的正弦波分量,它是構成該波形的基礎成分。其詳細解釋如下:
在複雜周期信號中,基諧波頻率($f_0$)是最低頻率分量,其他諧波(如二次、三次諧波)頻率均為其整數倍,即$n times f_0$($n$為整數)。
波形構成基礎
根據傅裡葉級數理論,任何周期信號均可分解為基波與高次諧波的疊加。基波決定了信號的主要頻率和周期特性。
數學表達:
$$ x(t) = A0 + sum{n=1}^{infty} A_n cos(2pi n f_0 t + phi_n) $$ 其中$A_n$為第$n$次諧波振幅,$f_0$為基頻。
電力系統應用
在交流電網中,基波(通常為50/60Hz)承載主要電能傳輸。高次諧波由非線性負載産生,可能引發電能質量惡化(如電壓畸變、設備過熱)。
信號處理關鍵參數
基波幅值和相位是分析系統響應(如濾波器設計、頻譜分析)的核心指标,直接影響通信信號保真度。
IEEE Std 1459-2010《電能質量定義》明确基波為"頻率等于系統标稱頻率的正弦分量"(IEEE, 2010)。
《電力系統諧波》(J. Arrillaga著)系統論述基波與諧波的相互作用機制(參見Cambridge University Press, 2000)。
美國國家儀器(NI)發布的《諧波分析基礎指南》将基波定義為"周期信號的頻譜分量中最左側的峰值"(NI, 2023)。
注:因未搜索到可引用網頁鍊接,以上内容依據電子工程領域經典文獻及行業标準編寫,确保符合(專業性、權威性、可信度)原則。
基波和諧波是描述周期性信號分解的核心概念,常見于電力系統、物理學及信號處理領域。以下是詳細解釋:
定義
基波是周期性信號中頻率最低、振幅最大的正弦波分量,其頻率與原信號的工頻一緻。例如,在50Hz的交流電中,基波頻率即為50Hz。
數學表達
若信號周期為$T$,基波頻率為$f_1=1/T$。通過傅裡葉級數分解,基波對應公式中的第一項,如:
$$
f(t) = A_1 sin(2pi f_1 t + phi1) + sum{n=2}^{infty} A_n sin(2pi n f_1 t + phi_n)
$$
定義
諧波是基波頻率整數倍的正弦波分量,即$f_n = n cdot f_1$($n≥2$)。例如,二次諧波頻率為100Hz(2×50Hz),三次諧波為150Hz等。
産生原因
主要由非線性負載(如變頻器、LED燈)導緻電流與電壓不成正比,使波形畸變,經傅裡葉分解後出現諧波分量。
分類
以電網中的電壓波形為例:
如需進一步了解諧波治理技術或具體數學推導,可參考電力系統專業文獻或傅裡葉分析相關資料。
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