正弦信號是頻率成分最為單一的一種信號,因這種信號的波形是數學上的正弦曲線而得名。任何復雜信號——例如音樂信號,都可以通過傅里葉變換分解為許多頻率不同、幅度不等的正弦信號的迭加。
一個正弦信號可表示為 x(t) =Asin(ω。t+φ)=Acos(ω。t+φ-π/2) 。式中,A為振幅,ω。為角頻率(弧度/秒),φ;為初始相角(弧度)。正弦信號是周期信號,其周期T。為: T。=2π/ω。=1/f。 。
由于余弦信號與正弦信號只是在相位上相差π/2,所以將它們統稱為正弦型信號(簡稱正弦信號)。工業及照明用電就是正弦信號。
振蕩電路輸出的正弦波一般都含有諧波分量,方波就是由一系列的諧波分量疊加而成。
幅值、頻率、初相位這三個基本量被稱為正弦信號的三要素。正弦信號的解析式表明瞬時值是由幅值(或有效值)、頻率或頻率角頻率、周期)及初相位這三個基本量決定的。
電動勢、電壓、電流的瞬時值分別寫為:
電動勢e=Em*sin(wt+φ、電壓u=Um*sin(wt+φ)、電流i=Im*sin(wt+φ)、
1、兩個同頻率的正弦信號相加,雖然它們的振幅與相位各不相同,但相加的結果仍然是原頻率的正弦信號。
2、如果有一個正弦信號的頻率 f1 等于另一個正弦信號頻率f。的整數倍,即 f1 = nf。,則其合成信號是非正弦周期信號,其周期等于基波(上面那個頻率為f。的正弦信號就稱作基波)的周期T。= 1/f。 ,也就是說合成信號是頻率與基波相同的非正弦信號。
3、正弦信號對時間的微分與積分仍然是同頻率的正弦信號。
以上這些優點給運算帶來了許多方便,因而正弦信號在實際中作為典型信號或測試信號而獲得廣泛應用。