Co to jest filtr Butterworth?

Często stosowany w przetwarzaniu sygnałów filtr Butterworth jest zwykle używany w obwodach audio do instalacji komercyjnych, domach i stereo motoryzacyjnej.Zazwyczaj wykonany z serii induktorów i kondensatorów na obwodzie, filtr nie tworzy efektu falowania w częstotliwościach i długościach fali, które przechodzą przez niego, jak pokazano w analizie graficznej.System jest zatem również nazywany filtrem maksymalnie płaskiej wielkości.Nazwa nosi nazwę inżyniera i matematyka Stephena Butterwortha, który po raz pierwszy napisał o filtrze w 1930 roku.

Filtry Butterworth są używane w wielu rodzajach głośników audio.Zasadniczo zapewniają crossover audio, który jest filtrowaniem sygnałów audio w różne częstotliwości podczas odtwarzania muzyki.Filtry utrzymują te częstotliwości oddzielne od siebie podczas przetwarzania dźwięku.Kontrola objętości i zniekształceń, zarówno dla systemów analogowych, jak i cyfrowych, są zazwyczaj wynikiem niezależnego przetwarzania tych różnych częstotliwości dźwięku.

Istnieją różne rodzaje projektowania filtru Butterworth, zwykle zdefiniowane przez konfiguracje zwane topologią.Kondensatory i indukcyjne serii są umieszczone w topologii Cauer, podczas gdy topologia Key Sallen wykorzystuje rezystory i kondensatory, a także komponenty elektroniczne zwane wzmacniaczami i buforami operacyjnymi.Różne konfiguracje w obwodach są zwykle opracowywane przez wzory matematyczne zawierające pojęcia takie jak wielomiany, logarytmy i trygonometria.

Różne równania można zastosować do określenia wielkości odpowiedzi częstotliwości, fazy elektrycznej i czasowej między wejściem i wyjściem.Kondensatory i induktory można fizycznie przełączać, aby stworzyć filtr Butterworth o dużej pasie.Kolejna konfiguracja obwodu ogólnie tworzy filtr pasmowo-przepasowy, podczas gdy można również stworzyć urządzenie pasmowe.Kondensatory i induktory można mieszać na różne sposoby, aby skonstruować pożądany rodzaj filtra.Istnieje kilka innych rodzajów filtrów, takich jak Bessel i Chabychev, które charakteryzują się różnymi szybkościami reakcji i utraty intensywności częstotliwości lub tłumienia.

Umiejętności matematyczne są ogólnie wymagane do budowania różnych projektów, takich jak filtr Butterworth z niskim przejściem.Formuły numeryczne zazwyczaj pomagają określić, jakie będą charakterystyki filtra, takie jak częstotliwość odcięcia.W Internecie istnieją jednak narzędzia, które mogą automatycznie uczynić te obliczenia dla każdego, kto buduje filtr Butterworth po raz pierwszy.Typ dolnoprzepustowy można tworzyć za pomocą prototypowych obwodów do projektowania systemów elektronicznych, a przez większość czasu żadne doświadczenie w budowaniu takiego filtra nie jest konieczne, aby jeden.