[实用新型]电流模式五阶Marr小波滤波器电路

说明书

技术领域

本实用新型属于电子信息工程领域，涉及一种电流模式五阶Marr小波滤波器电路。  

背景技术

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。

开关电流技术是一种先进的电流模式电路设计技术，它用离散时间的取样数据系统处理连续时间的模拟信号，且具有以下优点：高频特性好、适于低电压工作、动态范围大。与基于电压模式的开关电容滤波器相比，开关电流滤波器不使用运放，从而电路简单、不存在运放带来的限制和误差，且与标准的CMOS工艺完全兼容，便于电路的大规模集成。

因此，基于开关电流技术设计和实现电流模式小波滤波器具有重大的现实意义和应用价值。 

实用新型内容

本实用新型提供一种电流模式五阶Marr小波滤波器电路，电路采用并联连接方式。

所述电流模式五阶Marr小波滤波器电路，其s域传递函数是

，

式中，H(s)表示五阶Marr小波滤波器的s域传递函数，s表示复频率。

对五阶Marr小波滤波器的系统函数H(s)进行z变换，将其转换到z域，得到五阶Marr小波滤波器的z域传递函数：

，

式中，H(z)表示五阶Marr小波滤波器的z域传递函数，z表示离散复变量。

采用第二代开关电流技术，按照数字滤波器设计方法，设计出上述五阶Marr小波滤波器的z域传递函数H(z)的实现电路，电路包括：一个输入电流拷贝单元；一个开关电流一阶节电路和两个开关电流二阶节电路。

所述一个开关电流一阶节电路和两个开关电流二阶节电路采用并联的方式进行连接，开关电流一阶节电路和开关电流二阶节电路的输入端分别连接输入电流拷贝单元的三个电流信号输出端，开关电流一阶节电路和开关电流二阶节电路的输出端连接在一起实现输出电流信号相加和输出。

所述输入电流拷贝单元采用6个N型MOS管(NMOS)及其偏置电流源组成，包括一个电流信号输入端和三个电流信号输出端。所述输入电流拷贝单元将输入电流信号拷贝三份分别送给一个开关电流一阶节电路和两个开关电流二阶节电路；输入电流拷贝单元同时起到隔离输入电流信号与开关电流一阶节电路和开关电流二阶节电路反馈信号的作用。

所述开关电流一阶节电路采用4个开关、4个N型MOS管(NMOS)及其偏置电流源组成，输入端连接输入电流拷贝单元的输出端，输出端与开关电流二阶节电路的输出端连接在一起实现输出电流信号相加和输出。所述开关电流一阶节电路采用的4个开关由两相非重叠时钟信号控制，时钟信号为高电平时开关打开，时钟信号为低电平时开关关闭。所述开关电流一阶节电路利用到2个N型MOS管(NMOS)的栅-源寄生电容。所述开关电流一阶节电路中的4个N型MOS管(NMOS)，其中2个宽长比（W/L）为1，另外2个宽长比（W/L）分别为1.3550和0.9540。

所述开关电流二阶节电路采用8个开关、17个N型MOS管(NMOS)及其偏置电流源组成，输入端连接输入电流拷贝单元的输出端，输出端与开关电流一阶节电路的输出端连接在一起实现输出电流信号相加和输出。所述开关电流二阶节电路采用的8个开关由两相非重叠时钟信号控制，时钟信号为高电平时开关打开，时钟信号为低电平时开关关闭。所述开关电流一阶节电路利用到4个N型MOS管(NMOS)的栅-源寄生电容。第一个开关电流二阶节电路中的17个N型MOS管(NMOS)，其中13个的宽长比（W/L）为1，另外4个的宽长比（W/L）分别为0.9084、0.9686、1.9580和0.9686；第二个开关电流二阶节电路中的17个N型MOS管(NMOS)，其中13个的宽长比（W/L）为1，另外4个的宽长比（W/L）分别为0.2659、0.1446、1.9613和0.9651。 

本实用新型的有益效果是： 1、提供了一种电流模式五阶Marr小波滤波器电路，电路整体性能优秀，逼近理想Marr小波的效果好。2、采用的一阶节电路和双二次节电路具有理想的参数，一是电路参数少，一阶节电路只有两个参数，二阶节电路只有四个参数；二是电路参数大小较为均一，利于电路版图设计。  

附图说明

图1为电流模式五阶Marr小波滤波器电路图。