濾波器的作用顧名思義就是過濾掉不需要的信號，它可以將有用的信號與噪聲分離，提高信號的抗干擾性及信噪比，濾掉不感興趣的頻率成分等。巴特沃斯濾波器是三大原型模擬低通濾波器之一，今天小編要介紹的就是巴特沃斯濾波器。

　　巴特沃斯濾波器電路

　　一階巴特沃斯濾波器的衰減率為每倍頻6分貝，每十倍頻20分貝。二階巴特沃斯濾波器的衰減率為每倍頻12分貝、三階巴特沃斯濾波器的衰減率為每倍頻18分貝、如此類推。

　　巴特沃斯濾波器原理

　　巴特沃斯型濾波器在現代設計方法設計的濾波器中，是最為有名的濾波器，由于它設計簡單，性能方面又沒有明顯的缺點，又因它對構成濾波器的元件Q值較低，因而易于制作且達到設計性能，因而得到了廣泛應用。其中，巴特沃斯濾波器的特點是通頻帶的頻率響應曲線最平滑。

　　濾波器的截止頻率的變換是通過先求出待設計濾波器的截止頻率與基準濾波器的截止頻率的比值M，再用這個M去除濾波器中的所有元件值來實現的，其計算公式如下：M=待設計濾波器的截止頻率/基準濾波器的截止頻率。

　　濾波器的特征阻抗的變換是通過先求出待設計濾波器的特征阻抗與基準濾波器的特征阻抗的比值K，再用這個K去乘基準濾波器中的所有電感元件值和用這個K去除基準濾波器中的所有電容元件值來實現的。

　　巴特沃斯低通濾波器簡介

　　D0表示通帶的半徑，n表示的是巴特沃斯濾波器的次數。隨著次數的增加，振鈴現象會越來越明顯。

　　巴特沃斯低通濾波器原理圖

　　圖3二階巴特沃斯低通濾波器原理圖

　　基于以上對有源一階RC 低通濾波器、積分器以及兩者之間的區別于聯系的分析，在此給出階巴特沃斯低通濾波器的原理圖如下圖3 所示：

　　根據巴特沃斯-階低通濾波器的原理圖可知，在該濾波電路中R和C，構成低通級，R3和G構成積分環節，這兩級電路同時表現出低通特性。

　　巴特沃斯濾波器優點

　　巴特沃斯濾波器的特點是通頻帶內的頻率響應曲線最大限度平坦，沒有起伏，而在阻頻帶則逐漸下降為零。在振幅的對數對角頻率的波得圖上，從某一邊界角頻率開始，振幅隨著角頻率的增加而逐漸減少，趨向負無窮大。

　　一階巴特沃斯濾波器的衰減率為每倍頻6分貝，每十倍頻20分貝。二階巴特沃斯濾波器的衰減率為每倍頻12分貝，三階巴特沃斯濾波器的衰減率為每倍頻18分貝，如此類推。巴特沃斯濾波器的振幅對角頻率單調下降，并且也是唯一的無論階數、振幅對角頻率曲線都保持同樣的形狀的濾波器。只不過濾波器階數越高，在阻頻帶振幅衰減速度越快。其他濾波器高階的振幅對角頻率圖和低級數的振幅對角頻率有不同的形狀。

　　巴特沃斯濾波器缺點

　　巴特沃斯濾波器是濾波器的一種設計分類，類同于切比雪夫濾波器，它有高通，低通，帶通，高通，帶阻等多種濾波器。它在通頻帶內外都有平穩的幅頻特性，但有較長的過渡帶，在過渡帶上很容易造成失真，小編在調用MATLAB里的巴特沃斯濾波器做仿真時，信號總會在第一個周期略微有些失真。但往后的幅頻特性就非常的好。

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