一种开关电流小波滤波器设计方法技术

一种开关电流小波滤波器设计方法，包括以下步骤：(1)采用时域逼近方法获得小波滤波器的时域逼近函数；(2)采样获得时域逼近序列，再进行标准z变换获得小波滤波器z域传递函数；(3)采用IIR数字滤波器技术和开关电流电路综合小波滤波器z域传递函数。使用本发明专利技术，不需要进行拉普拉斯变换，有利于简化设计步骤，不需要进行预翘曲补偿处理；采用标准z变换代替双线性z变换，有利于而避免频率翘曲效应；采用IIR数字滤波器技术设计开关电流一阶节电路和二阶节电路，有利于减少和改善电路参数，电路参数少而优，且大部分参数随着采样周期T的减小成指数规律下降。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子信息工程领域，涉及。
技术介绍
小波变换以其良好的时频局部特性，被广泛的应用于非平稳和瞬态信号处理，现已成为各工程领域信号处理的最有效的数学工具之一。小波变换可以用软件实现也可以用硬件实现。用硬件实现小波变换，特别是用模拟电路实现，由于具有功耗低、速度快的优点，受到越来越多重视。模拟电路实现小波变换可看成是尺度和位移不同的小波滤波器的线性组合，所以小波滤波器的设计是实现小波变换的基础。开关电流是一种新型的模拟电流数据采样技术，与标准数字CMOS工艺兼容，克服了开关电容技术需要线性浮置电容的限制，具有高速度、低电压、低功耗的优点。因此，基于开关电流技术设计小波滤波器具有重大的现实意义和应用价值。开关电流小波滤波器设计有两个关键的步骤，一是小波滤波器的逼近，二是小波滤波器的电路设计。小波滤波器逼近实质上寻找一个冲击响应与待逼近小波函数尽可能地相似的滤波器。已报道的小波滤波器逼近方法，可以分为时域逼近和频域逼近两类。典型的频域逼近法有Pad6法和麦克劳林级数逼近法。采用Pad6法和麦克劳林级数逼近法求取小波滤波器的频域传递函数逼近精度不高，且不能保证获得的小波滤波器的频域传递函数是稳定的。另外，由于部分小波在频域没有明确的表达式，所以频域逼近方法受到限制。而时域逼近法具有效果直观，且能保证小波滤波器稳定的优点，因此时域逼近法是普遍采用的方法。目前，不论是时域逼近还是频域逼近，最终都是为了获得一个小波滤波器频域传递函数H (S)。如果是频域逼近，能直接获得频域传递函数H (S)，如果是时域逼近，需将时域逼近函数h(t)通过拉普拉斯变换得到频域传递函数H (S)。获得频域传递函数H(S)之后采用开关电流电路设计小波滤波器，现有的设计方法普遍采用传统的开关电流一阶节和双二阶节电路。如专利号为2011102989344的专利技术专利“一种小波滤波器设计方法”采用麦克劳林级数对小波频域函数进行逼近，再采用基于开关电流微分器的双二次节为基本单元设计串联结构的小波滤波器；专利号为2011100545508的专利技术专利“开关电流自适应混沌差分进化小波滤波器设计方法”采用自适应混沌差分进化优化算法进行小波滤波器时域逼近，然后采用拉普拉斯变换获得小波滤波器的频域传递函数H(S)，再采用基于开关电流积分器的双二次节进行滤波器综合；专利号为2010102503863的专利技术专利“一种基于开关电流技术的模拟连续小波变换电路”采用基于开关电流积分器的一阶节和双二次节进行滤波器综合。上述设计方法存在几点缺陷。1、设计步骤较为繁琐。以时域逼近法为例，需要经过时域逼近、拉普拉斯变换获得频域传递函数、双线性z变换获得z域传递函数、开关电流一阶节和双二次节电路综合小波滤波器。2、双线性z变换导致频率翘曲效应。现有的开关电流一阶节和双二次节电路是为了综合频域传递函数，根据开关电容电路推导出来的，其中隐含有双线性z变换步骤，故容易带来频率翘曲效应，通常需要进行预翘曲补偿。3、电路参数不理想。传统的开关电流一阶节和双二次节电路参数较多，且大多数参数随着双线性Z变换的采样周期缩小而成平方律下降，会导致电路参数非常小，给电路的版图设计带来麻烦，同时也会增加芯片面积和功耗。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有设计方法存在的上述缺陷，提供一种基于IIR数字滤波器技术的开关电流小波滤波器设计方法。该方法能有效简化开关电流小波滤波器的设计步骤，改善电路参数。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是: ，包括以下步骤:(I)采用时域逼近方法获得小波滤波器的时域逼近函数；(2)采样获得时域逼近序列，再进行标准Z变换获得小波滤波器z域传递函数；(3)采用IIR数字滤波器技术和开关电流电路综合小波滤波器z域传递函数。所述步骤(I)中，所述采用时域逼近方法获得小波滤波器的时域逼近函数时，需首先对小波函数进行翻转和时移处理。翻转处理是为了使信号通过小波滤波器时达到小波变换的目的。所述对小波函数进行时移处理的必要性是因为通常的小波函数是非因果的，不能直接通过硬件电路实现，所以需通过时移处理使得小波函数具有因果性。定义小波滤波器的冲击响应表达式h (r, t)为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电流小波滤波器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：?(1)采用时域逼近方法获得小波滤波器的时域逼近函数；?(2)?采样获得时域逼近序列，再进行标准z变换获得小波滤波器z域传递函数；(3)?采用IIR数字滤波器技术和开关电流电路综合小波滤波器z域传递函数。

【技术特征摘要】
1.一种开关电流小波滤波器设计方法，其特征在于，包括以下步骤:(I)采用时域逼近方法获得小波滤波器的时域逼近函数；(2)采样获得时域逼近序列，再进行标准Z变换获得小波滤波器z域传递函数；(3)采用IIR数字滤波器技术和开关电流电路综合小波滤波器z域传递函数。2.根据权利要求1所述的开关电流小波滤波器设计方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述采用IIR数字滤波器技术和开关电流电路综合小波滤波器z域传递函数的具体方法是:(...

【专利技术属性】
技术研发人员：童耀南，何怡刚，尹柏强，高坤，余文新，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：