1、小波變換是一種被譽為數(shù)學(xué)“顯微鏡”的新型數(shù)學(xué)分析方法，近年來在科學(xué)分析與工程應(yīng)用上越來越受到人們的關(guān)注。小波變換是一個線性算子，可以在多尺度上對信號進(jìn)行分解，并在時域和頻域同時具有較好的局部化特性。這種優(yōu)異的時頻分析特性使得小波變換成為分析非平穩(wěn)和瞬變信號強有力的工具，在圖像處理、語音分析、模式識別、信號檢測、特征提取、故障診斷和定位、數(shù)據(jù)壓縮等領(lǐng)域取得了良好的應(yīng)用。 小波變換可由數(shù)字離散小波變換和模擬連續(xù)小波變換兩大途徑實現(xiàn)。

2、離散小波變換通常采用計算機編程完成，其計算量大，在要求對信號進(jìn)行實時處理的情況下就不能滿足應(yīng)用要求?；诖?，用模擬硬件實現(xiàn)小波變換是一種很好的選擇。模擬集成電路設(shè)計的一個主要研究方向是低電壓、低功耗的電路實現(xiàn)，近年來在這一發(fā)展方向上出現(xiàn)的處理新技術(shù)首推開關(guān)電流技術(shù)。作為開關(guān)電容的替代技術(shù)，開關(guān)電流電路是基于電流模的電路，它用離散時間的取樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)處理連續(xù)時間的模擬信號，具高頻特性好、低電壓、低功耗、動態(tài)范圍大等優(yōu)點。同開關(guān)電容電路相比，

3、開關(guān)電流電路不使用運算放大器，從而使電路結(jié)構(gòu)簡單，不存在運放帶來的限制和誤差，且不使用浮置電容從而與標(biāo)準(zhǔn)的CMOS工藝完全兼容，有利于大規(guī)模集成數(shù)/模混合電路的實現(xiàn)。 本文分析和總結(jié)了已有小波變換的模擬實現(xiàn)方法，提出了基于開關(guān)電流技術(shù)的小波變換系統(tǒng)實現(xiàn)，主要工作包括： 1．系統(tǒng)地研究了基于開關(guān)電流的小波變換頻域法實現(xiàn)。對幾種頻域法實現(xiàn)小波變換做出了比較，提出采用復(fù)解調(diào)技術(shù)的小波變換開關(guān)電流電路實現(xiàn)。討論了復(fù)解調(diào)技術(shù)的基本

4、原理，研究了相關(guān)開關(guān)電流實現(xiàn)電路，包括：開關(guān)電流正弦波發(fā)生器、開關(guān)電流乘法器及高斯低通濾波器等，并給出了相關(guān)電路與系統(tǒng)的仿真結(jié)果。 2．研究了基于開關(guān)電流技術(shù)的時域法小波變換實現(xiàn)。在時域利用幅度調(diào)制技術(shù)產(chǎn)生小波鏈實現(xiàn)小波變換，為小波變換的快速實現(xiàn)提供了又一途徑?；陔p線性變換采用開關(guān)電流積分器綜合實現(xiàn)低通濾波器，解決了時域法小波變換實用電路集成化的關(guān)鍵問題。對開關(guān)電流低通濾波器用ASIZ進(jìn)行仿真，結(jié)果證實其性能完全滿足小波變換時

5、域法實現(xiàn)的要求，且其系統(tǒng)級仿真也得到了驗證。 3．提出了基于Padé變換的小波濾波器的實現(xiàn)方法。在該方法中，構(gòu)造沖激響應(yīng)為小波函數(shù)及其膨脹函數(shù)的濾波器組至關(guān)重要。濾波器的傳輸函數(shù)通常都表示為有理分式，因此將小波函數(shù)轉(zhuǎn)化成有理分式形式的傳輸函數(shù)在小波濾波器的設(shè)計實現(xiàn)中是非常重要的。對小波函數(shù)進(jìn)行Padé變換后，可以獲得其頻域的有理分式逼近。這樣，根據(jù)濾波器設(shè)計理論，可以非常容易地實現(xiàn)小波濾波器。 4．提出了基于開關(guān)電流電路

6、實現(xiàn)Morlet小波變換的方法。在頻域?qū)崿F(xiàn)基于開關(guān)電流雙線性積分器采用跳耦法模擬梯形無源濾波器構(gòu)造了高斯帶通濾波器，從而實現(xiàn)Morlet小波變換及重構(gòu)濾波器。利用開關(guān)電流電路的特性，只需設(shè)計一對分解和重構(gòu)濾波器便可實現(xiàn)二進(jìn)小波變換，其實現(xiàn)方法簡單，有利于制成實用集成芯片。在時域提出基于開關(guān)電流技術(shù)的Morlet小波變換的時域電路實現(xiàn)方法，首次利用開關(guān)電流電路構(gòu)造了高斯函數(shù)發(fā)生器，解決了Morlet小波變換時域開關(guān)電流電路實現(xiàn)的關(guān)鍵問題。

7、 5．在用開關(guān)電流電路實現(xiàn)高斯函數(shù)單元的基礎(chǔ)上，提出了一個將高斯單元作為系統(tǒng)中共享單元的小波變換實現(xiàn)結(jié)構(gòu)。通過分析三類具有相似結(jié)構(gòu)的小波函數(shù)，即Marr小波、Morlet小波和DOG小波，分別在時域和頻域內(nèi)提出了具有共享單元陣列的小波變換系統(tǒng)，為將小波變換從目前僅局限于專用小波變換處理器應(yīng)用向適合多種信號處理的通用型小波變換處理器應(yīng)用的發(fā)展提供了有益的參考。此外，對正交小波變換進(jìn)行了研究，采用Laguerre結(jié)構(gòu)完成了正交小波變