Analoge Filtertypen unterscheiden sich in ihrem Übertragungsverhalten in Bezug auf die Dämpfung, das Phasenverhalten und die Gruppenlaufzeit. Bei den drei Filtertypen Bessel-Filter, Tschebyscheff- und Butterworth-Filter zeigen sich ausgeprägte Charakteristiken hinsichtlich dieser Parameter. Während das Bessel-Filter eine konstante Gruppenlaufzeit und ein lineares Phasenverhalten aufweist, zeigt das Tschebyscheff-Filter einen steilen Flankenabfall nach der Grenzfrequenz und das Butterworth-Filter stellt sich als Kompromiss zwischen den Übertragungsverhalten beider Filter dar.

Dämpfungs- und Phasenverhalten sowie die Gruppenlaufzeit von Butterworth-Filtern

Das Butterworth-Filter ist nach dem britischen Ingenieur Stephen Butterworth benannt, der das Verhalten 1930 dokumentiert hat. Das Butterworth-Filter ist im Wesentlichen durch das konstante Dämpfungsverhalten im Durchlassbereich (DB) charakterisiert, das erst im Bereich der Grenzfrequenz eine geringfügige Amplitudenanhebung zeigt. Im gesamten Durchlassbereich hat das Dämpfungsverhalten im Gegensatz zum Tschebyscheff-Filter keine Welligkeit. Daher wird das Butterworth-Filter auch als das Filter mit dem maximal ebenen Dämpfungsverhalten bezeichnet. Der Phasenverlauf zeigt eine leichte Nichtlinearität, die Gruppenlaufzeit ist relativ frequenzabhängig.

Butterworth-Filter eignet sich daher besonders für die Übertragung von schmalbandigen Signalen mit unterschiedlichen Frequenzen, zwischen denen keine Amplitudenänderungen auftreten dürfen.