Butterworth是一种滤波器,它是电子工程中最常见和最基本的滤波器之一。它是由英国工程师斯蒂芬·巴特沃斯(Stephen Butterworth)在1930年发明的。
Butterworth滤波器是一种光滑的频率响应滤波器,能够过滤掉信号中的干扰噪声和高频成分,同时保留所需的信号频率成分,因此被广泛应用于模拟电路、数码信号处理、通信系统等领域。
Butterworth滤波器的特点是具有最大平坦的幅频响应,即在通带内的信号幅度不会随着频率的变化而变化,这意味着它能以最小的失真保留输入信号中所有频率组成部分的信息,因此还称为“无失真滤波器”。
此外,Butterworth滤波器的群延迟是最小的,即在通带内的所有频率成分具有相等的延迟,因此它也被称为“线性相移滤波器”,这对于信号滤波后的应用而言非常重要。
Butterworth滤波器的设计方法通常采用模拟滤波器设计技术,即先在连续时间域中设计一个理想的Butterworth滤波器,然后再进行数字化处理得到离散时间域中的滤波器结构。
在模拟滤波器设计中,需要确定滤波器的通带截止频率、阻带截止频率、通带最大衰减值和阻带最小衰减值等参数,这些参数之间具有一定的关系,需要综合考虑,进行计算和调整,最终得到理想的Butterworth滤波器。
Butterworth滤波器被广泛应用于模拟电路、数字信号处理和通信系统中,例如常用于去除图像中的高频噪声、音频处理中的降低低频杂音、调节语音频率等。它也是其他滤波器的基础,例如Chebyshev滤波器和椭圆滤波器,它们都是从Butterworth滤波器演化而来的。