基于开关电流技术verilog-ams连续小波变换电路的研究和设计

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1、摘要摘要具有多尺度分析功能的小波变换(WT)是一个非常有效的数学分析工具，应用领域广泛。本文研究了连续小波变换(CWT)的模拟集成电路的实现方法，对采用开关电流（SI）技术的CWT进行大量的论文阅读和深入的研究工作。尤其是在系统电路的设计上，先是对SI基本模块的分析后提出改进电路，并在Cadence-ADE环境下进行了仿真验证；然后是采用了Verilog-AMS对该改进模块进行了建模实例化为模块，最后对系统基于Verilog-AMS的仿真。论文主要特色包括以下几个方面：1、小波基的选取，采用了一阶高斯导函数作为小波基函数。利用了高

2、斯函数是很多常用小波基的因子，同时利用了高斯函数在频域具有规律的特点；而一阶高斯导函数常被用于医疗诊断中的信号去噪。2、通过Padé逼近来获得小波滤波器的传输表达式。利用小波滤波器与CWT的关系，由小波变换的容许性条件，可以得出小波基函数在频域是带通滤波器对信号的处理；Padé逼近是一种逼近度有效、算法简单的方法，只要函数能展开为泰勒级数就可以进行Padé逼近。3、系统模块化、框图结构的设计思想。对小波滤波器的传输函数分解为可以模块化综合实现的部分；利用了SI的性质及双二次滤波器流程图S域到Z域的对应关系，可以将S域函数对应的框图

3、变化到Z域函数对应的框图，而得到系统框图；为系统的综合、小波滤波器电路的实现提供了一条快捷而且有效的方法。4、采用了平衡对称的结构来改进取样保持单元电路，并在Cadence-ADE(Spectre)下用TSMC.35_2P3M工艺进行了仿真验证；仿真结果说明改进是有效地，然后采用Verilog-AMS对改进后的存储单元进行建模；实例化为模型后，再利用该模型组成了系统，最后对系统进行了仿真分析并与Matlab进行了对比。关键词：开关电流(SI)，小波变换(WT)，Padé逼近，频率预翘曲，Verilog-AMSI万方数据基于开关电流

4、技术的Verilog-AMS连续小波变换电路的研究与设计AbstractProvidedwiththemultiresolutionrateanalyses,theWaveletTransform(WT)isavirtualtoolinmathematicalanalysisinagoodmanyregions.HeredisclosestherealizationofContinuousWaveletTransform(CWT)basedonanalogICdesign.Lotsofbibliographicreadingand

5、acomparativelyin-depthresearchhavebeendonebasedupontheSwiched-Current(SI)skills.Especially,thedesignofthesystem.AimprovedcircuithavebeenproposedaftertheanalysisofthebasicSImodule,withtheverificationusingCadencespectresimulation.ModularizingtheadvancedSImodulewithVeril

6、og-AMS,wetestedtheresultcomparedwithMatlab.Thedistinctivenessofthispaperareasbelow:1.Theselectionofthematherwavelet.Herewechoosethefirst-orderderivativeofGaussianfuction,aslotsofcommonwaveletsincludingtheGaussianfactorandthetransformofGaussianfuctioninfrequency-domain

7、showingorderliness;asthefirst-orderderivativeofGaussianfuctionfrequentlybeingusedingettingridofnoiseinmedicaltreatmentanddiagnosing.2.ToobtainthetransformfunctionofWTfilterinS-domain,weusethePadéapproximation,utilizingtherelatianalbetweenttheCWTandWaveletfilter.Whenin

8、S-domain,thetransmissivefunctionofWTfilterdoingthesamefunctionastheband-passfilterfromtheconditionofWTpermissibility.ThePadé