Bộ lọc Butterworth là gì?

Thường được sử dụng trong xử lý tín hiệu, bộ lọc Butterworth thường được sử dụng trong mạch âm thanh để cài đặt thương mại, nhà và trong các âm thanh nổi ô tô.Thông thường được làm bằng một loạt các cuộn cảm và tụ điện trên mạch, bộ lọc không tạo ra hiệu ứng gợn sóng trong tần số và bước sóng đi qua nó, như thể hiện trong phân tích đồ họa.Do đó, hệ thống cũng được gọi là bộ lọc cường độ phẳng tối đa.Nó được đặt tên theo kỹ sư và nhà toán học Stephen Butterworth, người đầu tiên viết về bộ lọc vào năm 1930.

Bộ lọc Butterworth được sử dụng trong nhiều loại loa âm thanh.Chúng thường cung cấp giao nhau âm thanh, đó là bộ lọc tín hiệu âm thanh thành các tần số khác nhau trong khi âm nhạc được phát.Các bộ lọc giữ các tần số này tách biệt với nhau trong quá trình xử lý âm thanh.Kiểm soát khối lượng và biến dạng, cho cả hệ thống tương tự và kỹ thuật số, thường là kết quả của quá trình xử lý độc lập của các tần số âm thanh khác nhau này. Có nhiều loại thiết kế bộ lọc Butterworth khác nhau, thường được xác định bởi các cấu hình được gọi là cấu trúc liên kết.Các tụ điện shunt và cuộn cảm loạt được đặt trong cấu trúc liên kết CAUER, trong khi cấu trúc liên kết khóa sallen sử dụng các điện trở và tụ điện cũng như các thành phần điện tử được gọi là bộ khuếch đại và bộ đệm hoạt động.Các cấu hình khác nhau trong mạch thường được phát triển thông qua các công thức toán học kết hợp các khái niệm như đa thức, logarit và lượng giác. Các phương trình khác nhau có thể được sử dụng để xác định mức độ đáp ứng tần số, pha điện và thời gian giữa đầu vào và đầu ra.Các tụ điện và cuộn cảm có thể được chuyển đổi vật lý xung quanh để tạo ra một bộ lọc Butterworth cao.Một cấu hình khác của mạch thường tạo ra một bộ lọc thông dải, trong khi cũng có thể tạo một thiết bị dừng băng tần.Các tụ điện và cuộn cảm có thể được trộn theo các cách khác nhau để xây dựng loại bộ lọc mong muốn.Có một số loại bộ lọc khác, chẳng hạn như Bessel và Chebychev, được đặc trưng bởi các tỷ lệ đáp ứng và mất cường độ tần số khác nhau, hoặc suy giảm. Các kỹ năng toán học thường được yêu cầu để xây dựng các thiết kế khác nhau như bộ lọc Butterworth thấp.Các công thức số thường giúp xác định các đặc tính của bộ lọc, chẳng hạn như tần số cắt, sẽ là.Tuy nhiên, có những công cụ trên internet có thể tự động làm cho các tính toán này cho bất kỳ ai xây dựng bộ lọc Butterworth lần đầu tiên.Loại thông thấp có thể được tạo ra bằng cách sử dụng các mạch nguyên mẫu để thiết kế các hệ thống điện tử và hầu hết thời gian không có kinh nghiệm trong việc xây dựng bộ lọc như vậy là cần thiết để tạo ra một bộ lọc.