Was ist der Butterworth -Filter?

häufig in der Signalverarbeitung verwendet, wird ein Butterworth -Filter in Audioschaltungen für kommerzielle Installationen, Häuser und in Automobilstereos in der Regel verwendet. In der Regel aus einer Reihe von Induktoren und Kondensatoren auf einem Schaltkreis erzeugt der Filter keinen Welligkeitseffekt in den Frequenzen und Wellenlängen, die ihn durchlaufen, wie in einer grafischen Analyse gezeigt. Das System wird daher auch als maximal flacher Größenfilter bezeichnet. Es ist nach Ingenieur und Mathematiker Stephen Butterworth benannt, der 1930 erstmals über den Filter geschrieben hat.

Butterworth -Filter werden in vielen Arten von Audio -Lautsprechern verwendet. Sie bieten im Allgemeinen Audio -Crossover, nämlich die Filterung von Audiosignalen in unterschiedliche Frequenzen, während Musik gespielt wird. Die Filter halten diese Frequenzen während der Audioverarbeitung voneinander getrennt. Die Lautstärke- und Verzerrungsregelung sowohl für analoge als auch für digitale Systeme sind in der Regel aus der unabhängigen Verarbeitung dieser verschiedenen Audiofrequenzen zurückzuführen.

dortsind verschiedene Arten von Butterworth -Filterdesign, die typischerweise durch Konfigurationen definiert werden, die als Topologien bezeichnet werden. Shunt-Kondensatoren und Serien-Induktoren werden in der Topologie der Kauer angelegt, während eine Sallen-Key-Topologie Widerstände und Kondensatoren sowie elektronische Komponenten verwendet, die als operative Verstärker und Puffer bezeichnet werden. Die verschiedenen Konfigurationen in Schaltkreisen werden normalerweise durch mathematische Formeln entwickelt, die Konzepte wie Polynome, Logarithmen und Trigonometrie enthalten.

Verschiedene Gleichungen können verwendet werden, um die Größe des Frequenzgangs, die elektrische Phase und den Zeitpunkt zwischen Eingang und Ausgang zu bestimmen. Die Kondensatoren und Induktoren können physisch umgeschaltet werden, um einen Hochpass-Butterworth-Filter zu erzeugen. Eine andere Konfiguration der Schaltung erstellt im Allgemeinen einen Bandpassfilter, während es auch möglich ist, auch ein Band-Stop-Gerät zu erstellen. Die Kondensatoren und Induktoren könnenauf verschiedene Weise gemischt werden, um die gewünschte Art von Filter zu konstruieren. Es gibt mehrere andere Arten von Filtern, wie Bessel und Chebychev, die durch unterschiedliche Reaktionsraten und Verlust der Frequenzintensität oder Dämpfung gekennzeichnet sind.

mathematische Fähigkeiten sind im Allgemeinen erforderlich, um verschiedene Designs wie einen Butterworth -Filter mit niedrigem Pass zu erstellen. Numerische Formeln helfen normalerweise, zu bestimmen, welche Eigenschaften des Filters, wie z. B. die Cutoff -Frequenz, aussehen werden. Es gibt jedoch Tools im Internet, mit denen diese Berechnungen für jeden automatisch ein Butterworth -Filter erstellen können. Der Tiefpassentyp kann erstellt werden, indem Prototyp-Schaltungen zum Entwerfen von Elektroniksystemen verwendet werden. Die meiste Zeit ist keine Erfahrung beim Aufbau eines solchen Filters erforderlich, um einen zu erstellen.