Наблюденное магнитное поле, представленное непрерывной кривой, можно дискретизировать, т.е. получить совокупность дискретных значений функции, взятой с определенным шагом дискретизации. Значения наблюденных величин, представленные в дискретном виде, удобны для использования в дальнейшем для компьютерной техники.
Заданные совокупностью дискретных значений магнитные поля подвергаются функциональным преобразованиям. Такие преобразования осуществляются с помощью дискретных преобразований Фурье. Дискретные преобразования Фурье исходят из обычных преобразований Фурье, но при этом операция интегрирования непрерывных функций переходит в операцию суммирования дискретных значений:
, (11.1)
а также обратное преобразование
. (11.2)
Здесь - период спектра дискретной функции, полученной при дискретизации исходной непрерывной функции f(t.) – (временной функции).
Формула (11.1) описывает Фурье-образ дискретной функции . На основе этой формулы находят соответствие (осуществляется отображение) между действительной функцией и комплексной функцией . Формула (11.2) позволяет вычислять действительную функцию (оригинал) по заданной комплексной функции .
|
|
Из формул (11.1) и (11.2) видно, что суммы содержат совокупность гармонических колебаний и . Функции и F(ωk) играют роль амплитуд гармоник
.
Представим формулы (11.1) и (11.2) в другом виде:
(11.3)
(11.4)
где
, (11.5)
(11.6)
Здесь , а k – дискретная последовательность чисел, причем - частота, соответствующая моменту времени .
Ограничившись положительными значениями частоты , получим формулу для обратного преобразования Фурье в таком виде:
(11.7)
В формулах для заданной частоты выполняем суммирование по всем заданным дискретным значениям исходной функции а именно При применении формул отрезок задания функции принимают за отрезок или на котором рассматривается переменная . Переменная круговая частота зависит от и изменяется на отрезке от 0 до . Число изменений зависит от количества заданных дискретных значений функции. При этом
Вычисленные значения комплексной функции (комплексный спектр) позволяют найти модуль , т.е. амплитудный спектр и аргумент - фазовый спектр:
, (11.8)
, (11.9)
Таким образом, анализ по формулам (11.8) и (11.9) позволяет делать заключение о спектральном составе исходной функции, т.е. оригинала.