Co je filtr Butterworth?

, který se často používá při zpracování signálu, se filtr Butterworth obvykle používá ve zvukových obvodech pro komerční instalace, domy a v automobilových stereos. Filtr obvykle vyrobený z řady induktorů a kondenzátorů na obvodu nevytváří vlnící se efekt frekvencí a vlnových délek, které procházejí, jak je znázorněno v grafické analýze. Systém se proto také nazývá maximálně plochý velikostní filtr. Je pojmenován pro inženýra a matematika Stephena Butterwortha, který poprvé psal o filtru v roce 1930.

Filtry Butterworth se používají v mnoha typech zvukových reproduktorů. Obecně poskytují zvukový crossover, což je filtrování zvukových signálů do různých frekvencí při přehrávání hudby. Filtry udržují tyto frekvence odděleny od sebe navzájem během zpracování zvuku. Ovládání objemu a zkreslení, pro analogové i digitální systémy, jsou obvykle výsledkem nezávislého zpracování těchto různých zvukových frekvencí.

tamjsou různé typy návrhu filtru Butterworth, obvykle definované konfiguracemi nazývanými topologiemi. Kondenzátory a induktory řady jsou rozloženy v topologii Cauer, zatímco topologie Sallen-Key používá rezistory a kondenzátory a elektronické komponenty nazývané operační zesilovače a pufry. Různé konfigurace v obvodech se obvykle vyvíjejí prostřednictvím matematických vzorců zahrnujících koncepty, jako jsou polynomy, logaritmy a trigonometrie.

Různé rovnice lze použít ke stanovení velikosti frekvenční odezvy, elektrické fáze a načasování mezi vstupem a výstupem. Kondenzátory a induktory mohou být fyzicky přepnuty kolem a vytvořily filtr s vysokým průchodem Butterworth. Další konfigurace obvodu obecně vytváří filtr pásmo-pass, i když je také možné vytvořit také zařízení pro pásmo. Kondenzátory a induktory mohoubýt smíchán různými způsoby, jak vytvořit požadovaný druh filtru. Existuje několik dalších druhů filtrů, jako jsou Bessel a Chebychev, které jsou charakterizovány různými rychlostmi odezvy a ztrátou frekvenční intenzity nebo útlumu.

Matematické dovednosti jsou obecně vyžadovány pro vytváření různých návrhů, jako je filtr s nízkým průchodem Butterworthu. Numerické vzorce obvykle pomáhají určit, jaké budou vlastnosti filtru, jako je mezní frekvence,. Na internetu však existují nástroje, které tyto výpočty mohou automaticky vytvořit pro kohokoli, kdo poprvé staví filtr Butterworth. Typ nízkého průchodu může být vytvořen pomocí prototypových obvodů pro navrhování elektronických systémů a většinu času není nutné žádné zkušenosti s vytvářením takového filtru.