[发明专利]对数域模拟复小波变换电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种低功耗对数域模拟复小波变换电路。

背景技术

在信号处理领域，一般都是采用实值小波基函数对信号进行小波变换，只能从幅值的角度来提取被分析信号的特征，而不能获取信号的相位信息，且存在对时移敏感及缺少方向信息等问题，这限制了小波分析的应用范围。复小波变换可从幅值和相位两方面提取被分析信号的特征，因而得到广泛的应用。复小波变换应用主要集中在如下几个方面：1)语音及图像信息处理，如采用复Morlet小波变换对语音信号进行包络提取与分析，以及用复小波变换进行图像去噪及复原。2)移动通信，如基于复小波变换的cwp-ofdm调制系统。3)电力系统奇异信号分析，如应用复小波变换对局部放电在线监测中提取信号特征的特点进行分析，以及基于复小波变换的电力谐波检测算法。4)故障诊断，如用复Morlet小波变换进行内燃机滚动轴承故障诊断及汽轮发电机组震动故障诊断。

现有的复小波变换无一例外都是在微机或数字信号处理器上用数字计算方法来实现的，其实现过程为：首先对被分析信号进行A/D转换，再将信号沿两个正交空间作实小波变换，得到复小波变换系数的实部与虚部，最后由系数实部与虚部相组合求得幅值信息与相位信息。实现复小波变换的计算量相当于实值小波变换的两倍，算法复杂，实时性差，计算系统功耗与体积较大，这些问题是采用数字计算实现复小波变化而无法回避的，大大地阻碍了复小波变换在低电压、低功耗便携式设备及高速信号处理系统中的应用。

发明内容

为了解决复小波变换应用存在的上述问题，本发明提供一种可实现信号连续复小波变换的低功耗对数域模拟复小波变换电路。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：包括对数域实滤波器、对数域虚滤波器、尺度调整电路、求模电路及求相位电路，所述对数域实滤波器与对数域虚滤波器并联，构成对数域复滤波器，尺度调整电路与对数域实滤波器及对数域虚滤波器相连，对数域实滤波器与对数域虚滤波器的输出端分别与求模电路及求相位电路的输入端连接，对数域实滤波器实现对输入信号的滤波，滤波输出为信号的连续复小波变换的实部，求模电路及求相位电路对输入的信号复小波变换的实部与虚部进行处理，得到信号复小波变换的模与相位，尺度调整电路通过改变对数域复滤波器的偏置电流来完成复小波尺度的调整。

本发明的技术效果在于：本发明为信号的连续复小波变换实现提供了一种对数模拟硬件实现方案，比较已有的基于软件方式的复小波变换实现方法，本发明具有系统功耗低，实时处理，电路结构简单，复杂度低，无数A/D设备，体积小，易于模拟VLSI设计实现的特点，本发明特别适合在移动通信设备，便携式小型仪器，高速信号处理系统中的应用。，本对数域模拟复小波变换电路能在低功耗的条件下，实时实现信号的类复Morlet小波变换，解决了现有的基于数字计算而实现的复小波变换难以应用于低电压、低功耗便携式设备及高速信号处理系统中的技术问题。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2是本发明中规范正交梯形结构滤波器的状态实现信号流图。

图3是本发明中对数域正E-cell及其符号。

图4是本发明中对数域负E-cell及其符号。

图5是本发明中的对数域同相无损积分器。

图6是本发明中的对数域同相有损积分器。

图7是本发明中的的对数域放大-求和输出电路。

图8是本发明中的规范正交梯形结构对数域复小波变换电路组成结构。

图9是本发明中的规范正交梯形结构对数域复滤波器信号流图。

图10是本发明中的规范正交梯形结构对数域复滤波器电路原理图。

图11是本发明中求模电路的电路图。

图12是本发明中模拟除法电路的电路图。

具体实施方式

本发明用对数域模拟复滤波器实现复小波变换的原理如下：

若复母小波函数ψ(t)为：

ψ(t)＝ψ_r(t)+jψ_i(t)    (1a)

则实信号x(t)的连续复小波变换为：