[发明专利]开关电流小波变换器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种小波变换器件，特别涉及一种集成电路开关电流小波变换器件。

背景技术

小波变换器件分为数字型和模拟型两大类。由于数字型小波变换器件具有制作工艺复杂、生产成本高、功耗及运算量大、不适于实时应用等缺点，近些年来人们开始致力于小波变换模拟器件实现的研究。已出现的模拟小波变换器件主要包括连续时间模拟小波变换器件如声表面波器件和开关型模拟小波变换器件如开关电容及开关电流器件。连续时间模拟小波变换器件在实现不同尺度的小波变换时具有设计工作量大、实现过程复杂且小波实现种类单一等缺点；而开关电容小波变换器件则具有电路动态范围小、高频性能差且与标准CMOS工艺不兼容、不易集成等不足。利用开关电流器件的电流域模拟取样特性，通过构造冲激响应分别为基本小波函数及其膨胀函数的开关电流滤波器组来实现信号的小波变换，可克服上述模拟小波变换器件的不足。已有开关电流小波变换器件是利用Padé变换得到基本小波函数的有理分式逼近，再采用开关电流串联滤波器组逼近实现该基本小波函数滤波器，同时通过控制该滤波器的时钟频率精确实现模拟信号的小波变换，但这种小波变换器件存在逼近精度低、小波变换实现误差大、器件稳定性不强、处理速度慢、故障率高、不同信道的尺度关系难以维持等缺点。

发明内容

为了克服已有开关电流小波变换器件存在的上述技术问题，本发明提供一种处理速度快、动态范围大、电路实现误差小、故障率低、性能稳定、制作简单、用途广泛的开关电流小波变换器件。

本发明解决上述技术问题采用的解决方案是::采用函数逼近的系统算法，根据小波函数的特征参数构造小波最优逼近网络，将基本小波函数综合为有理分式之和，在半导体衬底上制作一列开关电流并联滤波器组及其外围电路实现该基本小波函数滤波器，通过调节该基本小波函数滤波器的时钟频率实现不同尺度的小波函数滤波器从而精确实现信号的小波变换。

上述的开关电流小波变换器件中，所述一列开关电流并联滤波器组及其外围电路为在P型衬底上制作六个第二代开关电流双二次滤波器构成的并联滤波器组，每个滤波器左侧设置一个输入电流镜，输入电流镜决定输入信号的权重，输入电流镜的左侧设置输入信号导流器，滤波器级间电流的权重由级间输出MOS晶体管的沟道宽长比定标。

上述的开关电流小波变换器件中，所述一列开关电流并联滤波器组及其外围电路为在P型衬底上制作5个第二代开关电流双二次滤波器和一个开关电流双线性映射有损积分器构成的并联滤波器组，每个滤波器左侧设置一个输入电流镜，输入电流镜决定输入信号的权重，输入电流镜的左侧设置输入信号导流器，滤波器级间电流的权重由级间输出MOS晶体管的沟道宽长比定标。

上述的开关电流小波变换器件中，所说的开关电流双二次滤波器由电流延迟单元级联组成，其互连开关由CMOS传输门实现，级间电流权重由级间输出MOS晶体管的沟道宽长比定标，输入信号分别为输入电流镜输出的三个不同权重的电流信号。

上述的开关电流小波变换器件中，所述的开关电流双线性映射有损积分器由电流延迟单元级联组成，其互连开关由CMOS传输门实现，级间电流权重由级间输出MOS晶体管的沟道宽长比定标，输入信号分别为输入电流镜输出的两个不同权重的电流信号。

上述的开关电流小波变换器件中，所述的输入信号导流器采用MOS管电流镜的并联结构，为各个输入电流镜提供等幅输入信号，其MOS晶体管的沟道宽长比均相同。

上述的开关电流小波变换器件中，所述的开关电流双二次滤波器对应的输入电流镜是三组MOS管电流镜的并联结构，所述的开关电流双线性映射有损积分器对应的输入电流镜是两组MOS管电流镜的并联结构。

上述的开关电流小波变换器件中，所述的输入电流镜中各组MOS管电流镜分别由单个MOS管电流镜或者两个MOS管电流镜级联组成；输入信号的不同权重通过调节各组MOS管电流镜的输出MOS管沟道宽长比决定。

上述的新型开关电流小波变换器件中，所述的输入信号导流器、输入电流镜、开关电流滤波器组的偏置电流源采用共源共栅结构P沟道电流源。