[發明專利]一種運算跨導放大器-電容小波濾波器

在審

• 申請號: 201910044960.0
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN109831179A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 趙文山;馬麗娜
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H03H11/12
• 分類號: H03H11/12
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

本發明公開了一種運算跨導放大器?電容小波濾波器，包括6個運算跨導放大器g_m1～g_m6和5個電容C₁～C₃、C_L1、C_L2。本發明可通過調節運算跨導放大器的跨導值g_m實現不同尺度的連續小波變換，具有結構簡單、靈敏度低、可實時信號處理等優點，特別適合低電壓、低功耗大規模集成電路實現，可應用于微型化、低耗能便攜式和穿戴式生物醫學傳感器的模擬信號處理單元。

技術領域

本發明涉及信號處理技術領域，尤其涉及一種運算跨導放大器-電容小波濾波器。

背景技術

作為一種信號處理方法，小波變換繼承和發展了傅里葉變換和短時傅立葉變換局部化的思想，克服了時-頻窗口不隨頻率變化的缺點，具有較好的多尺度分析特性，非常適用于非平穩信號的分析與處理。小波變換的應用領域十分廣泛，目前已應用于心電、腦電等信號的分析與處理中。由于計算復雜度高、耗時長，小波變換的軟件實現方法不能滿足信號處理的實時性要求。為克服這一缺點，小波變換的高性能硬件實現成為關鍵。

目前，越來越多的模擬濾波器被用于低頻應用領域，如可穿戴生物醫學傳感器的模擬信號處理單元。對于這種電池供電的生物信號監測裝置而言，電路的低功耗設計至關重要。由于生物信號具有低動態范圍和低信噪比等特點，信號處理的模擬電路實現相比數字電路實現具有更低的功耗。因此，小波變換的模擬濾波器實現更符合小波變換電路面向小體積、低功耗的發展趨勢。現有模擬小波濾波器設計往往電路結構復雜，靈敏度較高，具有體積和功耗大、不易單片集成等缺點，無法滿足小型化、低耗能穿戴式、便攜式電子產品中信號處理模塊的應用需求。

發明內容

為了解決現有模擬小波濾波器存在的技術問題，本發明提供一種運算跨導放大器-電容小波濾波器。本發明具有結構簡單、靈敏度低、便于單片集成等特點，能在低功耗的條件下實現信號的連續小波變換，可適應小型化、低耗能便攜式和穿戴式生物醫學傳感器中信號處理模塊的應用需求。

4、本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：運算跨導放大器-電容小波濾波器的傳遞函數為

其中，H_a(s)實現在尺度a＝1時的連續小波變換，母小波為墨西哥草帽小波。

5、上述的運算跨導放大器-電容小波濾波器，包括6個運算跨導放大器g_m1～g_m6和5個電容C₁～C₃、C_L1、C_L2。

所述運算跨導放大器g_m1的正向輸入端與運算跨導放大器g_m2的正向輸入端相連作為運算跨導放大器-電容小波濾波器的輸入端；

所述運算跨導放大器g_m1的反向輸入端與g_m1的輸出端、運算跨導放大器g_m2的輸出端、運算跨導放大器g_m3的正向輸入端相連；

所述電容C₁的兩端分別與運算跨導放大器g_m3的正向輸入端和地相連，電容C₂的兩端分別與運算跨導放大器g_m4的輸出端和運算跨導放大器g_m3的正向輸入端相連；

所述運算跨導放大器g_m3的反向輸入端與地相連，g_m3的輸出端與運算跨導放大器g_m2的反向輸入端相連；

所述電容C_L2的兩端分別與g_m3的輸出端和地相連；