matlab计算器设计

matlabfir滤波器设计在数字信号处理中，滤波器是一种常用的工具，用于处理信号的频率特性。

其中，FIR（有限脉冲响应）滤波器是一种常见的滤波器类型之一。

MATLAB提供了方便的工具和函数来设计和实现FIR滤波器。

在本文中，我们将介绍MATLAB中如何使用fir1函数来设计FIR滤波器。

要使用fir1函数设计FIR滤波器，需要指定滤波器的阶数和截止频率。

阶数决定了滤波器的复杂度，而截止频率则决定了滤波器的频率响应特性。

通过调整这两个参数，可以设计出不同类型的滤波器，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

接下来，我们可以使用fir1函数来设计一个简单的低通滤波器。

例如，我们可以指定一个4阶低通滤波器，截止频率为0.5（归一化频率，取值范围为0到1）。

通过调用fir1函数并传入相应的参数，即可得到设计好的滤波器系数。

设计好滤波器系数后，我们可以将其应用于信号处理中。

例如，我们可以使用filter函数来对信号进行滤波。

将设计好的滤波器系数和待处理的信号作为输入参数传入filter函数，即可得到滤波后的信号。

这样，我们就可以实现对信号的滤波处理。

除了fir1函数外，MATLAB还提供了其他用于滤波器设计的函数，如firpm、fircls、firls等。

这些函数可以实现更复杂的滤波器设计，满足不同的需求。

通过选择合适的函数和参数，可以设计出性能优越的滤波器，用于各种信号处理应用中。

MATLAB提供了强大的工具和函数来设计和实现各种类型的滤波器。

通过合理选择滤波器的阶数和截止频率，以及使用适当的函数来设计滤波器系数，可以实现对信号的有效滤波处理。

希望本文能够帮助读者了解MATLAB中fir1函数的使用方法，进一步掌握滤波器设计的技巧，提高信号处理的效率和质量。

matlabfir滤波器设计MATLAB是一个高级编程语言和交互式环境，被广泛应用于各种科学和工程问题的数值分析、数据可视化和编程开发等领域。

FIR滤波器是数字信号处理中经常使用的一种滤波器，它是基于有限长冲激响应的滤波器。

在MATLAB平台上，我们可以使用fir1函数来设计FIR滤波器。

一、FIR滤波器设计基础1.1 什么是FIR滤波器FIR滤波器是有限长冲激响应滤波器，由于其具有线性相位特性和可控阶数等优点，在数字信号处理中得到了广泛的应用。

一般来说，FIR滤波器的频率响应特性由滤波器的系数函数确定。

FIR滤波器的设计一般采用窗函数法、最小二乘法、频率抽取法等方法。

窗函数法是最常见的一种方法，大部分情况下选择的是矩形窗、汉宁窗、布莱克曼窗等。

1.3 fir1函数介绍fir1函数是MATLAB中用于FIR滤波器设计的函数，用法为：h = fir1(N, Wn, type)N为滤波器的阶数，Wn是用于指定滤波器截止频率的参数，type指定滤波器类型，可以是低通、高通、带通、带阻等。

二、使用fir1函数设计FIR滤波器2.1 设计要求采样率为300Hz；滤波器阶数为50；截止频率为50Hz。

2.2 实现步骤（1）计算规范化截止频率规范化截止频率是指在数字滤波器设计中使用的无单位量，通常范围为0到1。

在本例中，我们需要将50Hz的截止频率转化为规范化截止频率。

Wn = 2*50/300 = 1/3根据计算出的规范化截止频率和滤波器阶数，我们可以使用fir1函数来进行滤波器设计。

此处滤波器的阶数为50，规范化截止频率为1/3，类型为低通。

（3）绘制滤波器的幅频响应图为了验证设计的低通FIR滤波器是否符合要求，我们需要绘制其幅频响应图。

freqz(h,1,1024,300)经过上述步骤后，我们就得到了一张低通FIR滤波器的幅频响应图，如下图所示：图1.低通FIR滤波器的幅频响应图三、总结通过上述例子，我们可以看出在MATLAB中与fir1函数可以非常方便的进行FIR滤波器的设计。

Matlab技术滤波器设计工具概述：滤波器是信号处理中常用的工具，用于去除信号中的噪声或改变信号的频率响应。

Matlab是一个强大的数学工具，提供了丰富的滤波器设计函数和工具，使得滤波器设计变得简单易用。

本文将介绍Matlab中常用的滤波器设计函数和工具，帮助读者了解如何利用Matlab来设计不同类型的滤波器。

I. 常用滤波器设计函数Matlab提供了多个函数用于滤波器设计，包括FIR滤波器和IIR滤波器。

1. FIR滤波器设计函数FIR（Finite Impulse Response）滤波器是一种常见的线性相位滤波器，其特点是无反馈，具有线性相位和稳定的响应。

Matlab中常用的FIR滤波器设计函数包括fir1、fir2、firpm等。

- fir1函数可以设计标准的低通、高通、带通和带阻滤波器，可以指定截止频率、滤波器类型和滤波器阶数。

- fir2函数可以设计任意的线性相位FIR滤波器，可以指定滤波器的频率响应和频率区间。

- firpm函数可以设计最小最大化滤波器，可以指定滤波器的通带、阻带特性和响应类型。

2. IIR滤波器设计函数IIR（Infinite Impulse Response）滤波器是一种常见的递归滤波器，其特点是具有反馈，可以实现更高阶和更复杂的滤波器。

Matlab中常用的IIR滤波器设计函数包括butter、cheby1、cheby2、ellip等。

- butter函数可以设计巴特沃斯滤波器，可以指定滤波器的阶数和截止频率。

- cheby1和cheby2函数可以设计Chebyshev滤波器，可以指定滤波器的阶数、通带/阻带最大衰减和截止频率。

- ellip函数可以设计椭圆滤波器，可以指定滤波器的阶数、通带/阻带最大衰减和截止频率。

II. 滤波器设计工具除了上述的滤波器设计函数外，Matlab还提供了几个可视化的滤波器设计工具，方便用户通过图形界面进行滤波器设计。

1. FDA工具箱Matlab中的FDA工具箱（Filter Design and Analysis）是一个图形界面工具，用于设计、分析和实现各种滤波器。

Matlab并行计算工具箱及MDCE介绍.doc3.1 Matlab并行计算发展简介MATLAB技术语言和开发环境应用于各个不同的领域，如图像和信号处理、控制系统、财务建模和计算生物学。

MATLAB通过专业领域特定的插件(add-ons)提供专业例程即工具箱(Toolbox)，并为高性能库(Libraries)如BLAS(Basic Linear Algebra Subprograms，用于执行基本向量和矩阵操作的标准构造块的标准程序)、FFTW(Fast Fourier Transform in the West，快速傅里叶变换)和LAPACK(Linear Algebra PACKage，线性代数程序包)提供简洁的用户界面，这些特点吸引了各领域专家，与使用低层语言如C语言相比可以使他们很快从各个不同方案反复设计到达功能设计。

计算机处理能力的进步使得利用多个处理器变得容易，无论是多核处理器，商业机群或两者的结合，这就为像MATLAB一样的桌面应用软件寻找理论机制开发这样的构架创造了需求。

已经有一些试图生产基于MATLAB的并行编程的产品，其中最有名是麻省理工大学林肯实验室(MIT Lincoln Laboratory)的pMATLAB和MatlabMPI，康耐尔大学(Cornell University)的MutiMATLAB和俄亥俄超级计算中心(Ohio Supercomputing Center)的bcMPI。

MALAB初期版本就试图开发并行计算，80年代晚期MATLAB的原作者，MathWorks公司的共同创立者Cleve Moler曾亲自为英特尔HyperCube和Ardent 电脑公司的Titan超级计算机开发过MATLAB。

Moler 1995年的一篇文章“Why there isn't a parallel MATLAB?[**]” 中描述了在开了并行MATLAB语言中有三个主要的障碍即:内存模式、计算粒度和市场形势。

基于Matlab的FIR滤波器设计与实现⼀、摘要 前⾯⼀篇⽂章介绍了通过FDATool⼯具箱实现滤波器的设计，见“”，这⾥通过⼏个例⼦说明采⽤Matlab语⾔设计FIR滤波器的过程。

⼆、实验平台 Matlab7.1三、实验原理 以低通滤波器为例，其常⽤的设计指标有：1. 通带边缘频率f p(数字频率为Ωp)2. 阻带边缘频率f st (数字频率为Ωst)3. 通带内最⼤纹波衰减δp=-20log10(1-αp)，单位为 dB4. 阻带最⼩衰减αs=-20log10(αs)，单位为 dB5. 阻带起伏αs6. 通带峰值起伏αp 其中，以1、2、3、4条最为常⽤。

5、6条在程序中估算滤波器阶数等参数时会⽤到。

数字频率 = 模拟频率/采样频率四、实例分析例1 ⽤凯塞窗设计⼀FIR低通滤波器，通带边界频率Ωp=0.3pi，阻带边界频率Ωs=0.5pi，阻带衰减δs不⼩于50dB。

⽅法⼀：⼿动计算滤波器阶数N和β值，之后在通过程序设计出滤波器。

第⼀步：通过过渡带宽度和阻带衰减，计算滤波器的阶数B和β值。

第⼆步：通过程序设计滤波器。

程序如下：b = fir1(29,0.4,kaiser(30,4.55));[h1,w1]=freqz(b,1);plot(w1/pi,20*log10(abs(h1)));axis([0,1,-80,10]);grid;xlabel('归⼀化频率/p') ;ylabel('幅度/dB') ;波形如下：⽅法⼆：采⽤[n,Wn,beta,ftype] = kaiserord(f,a,dev)函数来估计滤波器阶数等，得到凯塞窗滤波器。

这⾥的函数kaiserord(f,a,dev)或者kaiserord(f,a,dev,f s)： f为对应的频率，f s为采样频率；当f⽤数字频率表⽰时，f s则不需要写。

a=[1 0]为由f指定的各个频带上的幅值向量，⼀般只有0和1表⽰；a和f长度关系为（2*a的长度）- 2=（f的长度） devs=[0.05 10^(-2.5)]⽤于指定各个频带输出滤波器的频率响应与其期望幅值之间的最⼤输出误差或偏差，长度与a相等，计算公式：阻带衰减误差=αs，通带衰减误差=αp，可有滤波器指标中的3、4条得到。

实验⼀_MATLAB_软件环境及基本操作实验⼀ MATLAB 软件环境及基本操作⼀、实验⽬的熟悉 MATLAB 软件的⼯作环境，练习 MATLAB 命令窗⼝的基本操作。

⼆、实验内容1、命令窗⼝（Command Window ）运⾏⼊门（1）最简单的计算器使⽤法【例 1】求[12 + 2×(7- 4)]÷32的算术运算结果。

1）⽤键盘在 MATLAB 命令窗⼝中命令提⽰符>>后输⼊以下内容：(12+2*(7-4))/3^22）在上述表达式输⼊完成后，按【Enter 】键，执⾏命令。

3）MA TLAB 命令窗⼝中将显⽰以下结果：ans =【例 2】简单矩阵的输⼊步骤。

123A=4567891）在键盘上输⼊下列内容A = [1,2,3; 4,5,6; 7,8,9]2）按【Enter 】键执⾏命令。

3）在命令执⾏后，MATLAB 命令窗⼝中将显⽰以下结果：A =1 2 34 5 67 8 9【例 3】矩阵的分⾏输⼊A=[1 2 34 5 67 8 9]（显⽰结果同例2）【例 4】命令的续⾏输⼊。

…是续⾏符号，表明下⼀⾏是本⾏的接续。

S = 1 – 1/2 + 1/3 –1/4 + 1/5 – 1/6 ... + 1/7 – 1/8S =0.6345 （2）复数和复数矩阵【例1】复数z1 = 3+ 4i，z2 =1+ 2i，z3 = 2eπi/6表达，及计算123z z zz（1）直⾓坐标表⽰法z1= 3 + 4iz1 =3.0000 +4.0000i（2）采⽤运算符构成的直⾓坐标表⽰法和极坐标表⽰法>> z2 = 1 + 2 * i %运算符构成的直⾓坐标表⽰法。

z2 =1.0000 +2.0000i>> z3=2*exp(i*pi/6) %运算符构成的极坐标表⽰法z3 =1.7321 + 1.0000i>> z=z1*z2/z3z =0.3349 + 5.5801i【例-2】复数矩阵的⽣成及运算>> A=[1,3;2,4]-[5,8;6,9]*iB=[1+5i,2+6i;3+8*i,4+9*i]C=A*BA =1.0000 - 5.0000i 3.0000 - 8.0000i2.0000 - 6.0000i 4.0000 - 9.0000iB =1.0000 + 5.0000i2.0000 + 6.0000i3.0000 + 8.0000i4.0000 + 9.0000iC =1.0e+002 * 0.9900 1.1600 - 0.0900i1.1600 + 0.0900i 1.3700【例3】求上例复数矩阵C 的实部、虚部、模和相⾓。