连续小波变换的对数模拟滤波器实现.doc

更多电子资料请登录赛微电子网 连续小波变换的对数模拟滤波器实现* 黄姣英1 袁海文1 何怡刚2 (1. 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院, 北京 100191; 2. 湖南大学电气与信息工程学院, 长沙 410082) 摘 要: 提出了基于对数技术的连续小波变换的模拟滤波器实现方法, 通过迭代和函数逼近理论可获得无显式表达式的小波函数的冲激响应。小波变换的滤波器实现电路由冲激响应为小波函数的滤波器组构成, Padé逼近是一种有效的有理逼近, 小波函数经Padé逼近后可得到其有理分式逼近, 有助于滤波器设计。通过优化滤波器组的状态空间模型确保了电路具有大的动态范围, 有利于低压低功耗运用。仿真结果证实了其可行性。 关键词: 小波变换；Padé逼近；状态空间；对数滤波器 中图分类号: O426.9;TN713　　　文献标识码: A　　　国家标准学科分类代码: 510.4030 Realization of log analog filter of continuous wavelet transform Huang Jiaoying1 Yuan Haiwen1 He Yigang2 (1. School of Automation Science and Electrical Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China; 2. College of Electrical Information Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China) Abstract: A new method is presented using analog filters to implement the wavelet transform based on log circuits. First, the impulse response of wavelet without explicit expression can be gotten by iterative technique and function approximation theory. Next, the Padé approximation is used to calculate the transfer function of the filter, whose impulse response is the required wavelet. The Padé approximation can decompose the transform function into rational form so as to be conveniently implemented by filter synthesis. For low-power low-voltage applications, the state-space mode of the filter is optimized for dynamic range requirements. The simulations demonstrate that the method implements the required wavelet transfer in an excellent way. Keywords: Wavelet Transform; Padé approximation; state-space; log filter 1 引 言 小波变换因其在时、频两域都有表征信号局部特征的能力, 得到了广泛的运用[1-2,10-11]。传统的小波变换是用数字计算方法(即离散小波变换DWT)来实现的, 其实时处理性差; 近年来人们开始致力于用模拟电路实现连续小波变换的研究。尽管利用开关电容技术[3]可实现连续小波变换, 但其动态范围受低压低功耗以及工艺限制; 本文提出的用对数模拟滤波器网络实现连续小波变换的方案可以克服上述缺点。 对数域滤波基于瞬时缩展理论[5], 能在低电源电压下, 保持高频、可调、扩展的动态范围, 可理想地实现线性电流传递函数, 而其内部的电压信号则是非线性, 完全适合混合型Soc设计。Padé逼近是有理函数逼近的一种[6], 滤波器网络冲激响应经过Padé变换可以得到其有理分式逼近, 十分利于对数滤波器组的设计。 本文结合瞬时缩展电路理论与Padé逼近技术来实现小波变换的模拟对数电路实现, 该方法对于小波变换的硬件实现具有一定的理论价值; 而采用CMOS对数电路技术, 可以有助于优化电路的低压、低功耗设计, 这将在小波变换实