6.16.5 Частотный фильтр

Частотный фильтр для некоторого физического процесса позволяет ограничить спектр этого процесса сверху или/и снизу, выдав откорректированный сигнал; определяется заданными пользователем минимальной  и максимальной  частотами.
Также как в случае спектрального анализа сначала выполняется быстрое преобразование Фурье (БПФ), преобразуя исходную функцию в тригонометрический ряд, называемый исходным разложением.
,
где , ,  – коэффициенты ряда Фурье;  – центр -й частотной полосы исходного разложения,  – основная частота;  – длина интервала разложения;  – число частотных полос исходного разложения. Число частотных полос исходного разложения  зависит от  – числа заданного количества точек исходной функции, используемых при быстром преобразовании Фурье: .
В исходном разложении оставляем только полосы, которые частично или полностью попадают в определенный пользователем интервал частот  (см. Рис. 48).
 
Рис. 48. Ограничения спектра исходного разложения
 
Обозначим для определенности индексы выбранных таким образом полос – . Далее выполняем обратное преобразование Фурье с использованием выбранных частот, в результате которого получаем функцию :
.
Для того чтобы к графику физического процесса применить частотный фильтр, необходимо выбрать команду Графики датчиков / Частотный фильтр. На экране появится окно Настройка частотного фильтра. Внешний вид этого окна представлен на Рис. 49. После осуществления всех настроек и их подтверждения откроется окно Частотный фильтр с графическим отображением новой функции. Это окно относится к окнам типа Графики датчиков, и для него доступны все аналогичные возможности.
 
Рис. 49. Окно Настройка частотного фильтра
 
Рассмотрим структуру окна Настройка частотного фильтра и назначение его элементов управления.
Область Исходная функция полностью повторяет одноименную область окна Настройка спектрального анализа (см. пункт «Применение спектрального анализа»). Эти данные используются для расчета исходного разложения функции.
Область Частоты разложения (справочно) позволяет по данным, заданным в области Исходная функция, рассчитать минимальную  и максимальную  частоты исходного разложения (границы крайних полос). Центр первой частоты , а последней – . Так как шаг по частоте равен , то границы крайних полос вычисляются по следующим формулам
, .
Область Частоты вывода графика используется для задания минимальной  и максимальной  частот фильтра. В неактивных полях рядом с активными показываются уточненные значения параметров, которые используются для расчета. Например, если  не совпадает с границей частотной полосы исходного разложения (см. Рис. 48), то в неактивное поле будет выведена граница полосы, используемой для обратного преобразования. Если указанная пользователем минимальная частота  окажется меньше минимальной частоты исходного разложения , то будет использована , она же будет выведена в неактивное поле рядом с введенным значением.