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基频是周期性波形中最低的频率成分，它决定了声音的基本音调。在这个例子中，我们看到一个频率为1赫兹的正弦波，它的周期是1秒。基频是理解复杂声音和音乐的基础概念。
复合波形是由基频和多个谐波叠加而成的。谐波是基频的整数倍频率。红色曲线是基频，蓝色是二次谐波，绿色是三次谐波。当这些波形叠加在一起时，就形成了紫色的复合波形。基频决定了整个复合波的基本周期和音调。
在频谱分析中，基频表现为频谱图中最左侧的峰值，通常具有最大的幅度。其他谐波在基频的整数倍频率位置出现，幅度依次递减。通过频谱分析，我们可以清楚地识别出基频和各次谐波的频率和强度，这对于音频处理和声学分析非常重要。
基频在实际生活中有广泛应用。在语音识别中，基频帮助确定说话者的音调高低，男声基频约125赫兹，女声约250赫兹。在音乐中，基频决定音符的音高，比如中央C的基频是262赫兹。医学和工程领域也利用基频分析来诊断问题和监测设备状态。
基频检测有多种方法。自相关法通过寻找信号的周期性来确定基频，红色点标记了波形的零交叉点。倒谱分析在频域中进行频谱分析。零交叉率统计波形过零点的频率。快速傅里叶变换将时域信号转换到频域进行分析。每种方法都有其特定的优势和应用场景。