Was ist der Butterworth -Filter?

Ein Butterworth -Filter wird häufig in der Signalverarbeitung verwendet und wird im Allgemeinen in Audioschaltungen für kommerzielle Installationen, Häuser und in Automobilstereos 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 zum ersten Mal über den Filter geschrieben hat.

Butterworth -Filter werden in vielen Arten von Audio -Lautsprechern verwendet.Sie bieten im Allgemeinen Audio -Crossover, bei dem Audiosignale in unterschiedliche Frequenzen gespielt werden, 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.

Es gibt verschiedene Arten von Butterworth -Filterdesign, die normalerweise durch Konfigurationen definiert werden, die als Topologien bezeichnet werden.Shunt-Kondensatoren und Serien-Induktoren sind in der Topologie der Kauer angelegt, während eine Topologie in der Sallen-Key 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.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 können auf unterschiedliche 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 für den Bau verschiedener Entwürfe erforderlich, wie z. B. einen Butterworth -Filter mit niedrigem Pass.Numerische Formeln helfen typischerweise, wie die Eigenschaften des Filters, wie z. B. die Cutoff -Frequenz, aussehen werden.Es gibt jedoch Tools im Internet, mit denen diese Berechnungen zum ersten Mal automatisch ein Butterworth -Filter bauen.Der Tiefpass-Typ kann erstellt werden, indem Prototyp-Schaltungen zum Entwerfen von Elektroniksystemen verwendet werden, und die meiste Zeit ist keine Erfahrung beim Aufbau eines solchen Filters erforderlich, um einen zu erstellen.