跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供了一種跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器，包括：順次級聯(lián)的電流鏡電路、n?1個第一開關(guān)電流雙線性積分器和1個第二開關(guān)電流雙線性積分器；n為大于1的整數(shù)；所述電流鏡電路，用于對外部輸入信號分別進行等值復(fù)制和反向，生成正向輸出信號、負向輸出信號；所述第一開關(guān)電流雙線性積分器，用于對電流進行積分；所述第二開關(guān)電流雙線性積分器，用于對電流進行積分，輸出端包括：正向反饋輸出端、負向反饋輸出端、實部輸出端和虛部輸出端；其中，正向反饋輸出端輸出至序號為n?1的第一開關(guān)電流雙線性積分器的負向輸入端，負向反饋輸出端輸出至序號為n?1的第一開關(guān)電流雙線性積分器的正向輸入端。本發(fā)明結(jié)構(gòu)的電路靈敏度低。
【專利說明】
跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于具有優(yōu)良的模值和相位分析特性，復(fù)小波變換已廣泛應(yīng)用于腦電、心電等非 平穩(wěn)信號處理領(lǐng)域。目前，基于計算機的軟件實現(xiàn)是復(fù)小波變換的主流實現(xiàn)方法，但具有計 算量大、耗時多等缺點，難以滿足信號處理的實時性要求。在此背景下，復(fù)小波變換的模擬 硬件電路實現(xiàn)逐漸受到青睞，主要包括對數(shù)域復(fù)小波濾波器和開關(guān)電流復(fù)小波濾波器兩大 類。
[0003] 對數(shù)域復(fù)小波濾波器屬于連續(xù)時間模擬電路，其時間常數(shù)由特征參數(shù)的絕對值決 定，集成精度較差，需要復(fù)雜的片上調(diào)諧電路，增加了系統(tǒng)的體積和功耗。
[0004] 開關(guān)電流復(fù)小波濾波器屬于采樣數(shù)據(jù)模擬系統(tǒng)，其時間常數(shù)取決于特征參數(shù)的比 值，可精確集成，非常有利于系統(tǒng)的微體積、低功耗實現(xiàn)。
[0005] 目前，開關(guān)電流復(fù)小波濾波器的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)主要采用跟隨領(lǐng)先級反饋回路。雖然可 綜合實現(xiàn)任意類型的復(fù)小波逼近函數(shù)，但是，上述復(fù)小波濾波器結(jié)構(gòu)具有反饋通路較長、頻 響特性較差等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的實施例提供了一種跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器，可以縮短復(fù)小波濾波 器反饋通路的長度，并降低電路的靈敏度。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。
[0008] -種跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器，包括：
[0009] 順次級聯(lián)的電流鏡電路、n-1個第一開關(guān)電流雙線性積分器和1個第二開關(guān)電流雙 線性積分器;η為大于1的整數(shù)；
[0010] 所述電流鏡電路，用于對外部輸入信號分別進行等值復(fù)制和反向，生成正向輸出 信號、負向輸出信號;輸入端與外部輸入信號相連，所述正向輸出信號與序號為1的所述第 一開關(guān)電流雙線性積分器的正向輸入端相連，所述負向輸出信號與序號為1的所述第一開 關(guān)電流雙線性積分器的負向輸入端相連；
[0011]所述第一開關(guān)電流雙線性積分器，用于對電流進行積分；輸入端包括：正向輸入 端、負向輸入端;所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的輸出端包括:正向輸出端、負向輸出端、 正向反饋輸出端、負向反饋輸出端、實部輸出端和虛部輸出端；
[0012]其中，序號為1到η-2的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的所述正向輸出端分別輸 出至級聯(lián)的下一第一開關(guān)電流雙線性積分器的正向輸入端，序號為1到η-2的所述第一開關(guān) 電流雙線性積分器的所述負向輸出端分別輸出至級聯(lián)的下一第一開關(guān)電流雙線性積分器 的負向輸入端;序號為n-1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的所述正向輸出端輸出至第 二開關(guān)電流雙線性積分器的正向輸入端，序號為n-1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的 所述負向輸出端輸出至級聯(lián)的第二開關(guān)電流雙線性積分器的負向輸入端；
[0013] 序號為2到n-1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的所述正向反饋輸出端分別輸 出至級聯(lián)的上一第一開關(guān)電流雙線性積分器的負向輸入端，序號為2到n-1的所述第一開關(guān) 電流雙線性積分器的所述負向反饋輸出端分別輸出至級聯(lián)的上一第一開關(guān)電流雙線性積 分器的正向輸入端，序號為1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的正向反饋輸出端輸出至 序號為1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的負向輸入端，序號為1的所述第一開關(guān)電流雙 線性積分器的負向反饋輸出端輸出至序號為1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的正向輸 入端；
[0014] 所述第二開關(guān)電流雙線性積分器，用于對電流進行積分，輸入端包括：正向輸入 端、負向輸入端;正向輸入端與序號為n-1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的正向輸出端 相連，負向輸入端與序號為n-1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的負向輸出端相連;輸出 端包括:正向反饋輸出端、負向反饋輸出端、實部輸出端和虛部輸出端;其中，正向反饋輸出 端輸出至序號為n-1的第一開關(guān)電流雙線性積分器的負向輸入端，負向反饋輸出端輸出至 序號為n-1的第一開關(guān)電流雙線性積分器的正向輸入端；
[0015] 所述第一開關(guān)電流雙線性積分器和第二開關(guān)電流雙線性積分器的實部輸出端均 相連，一起作為所述復(fù)小波濾波器的實部輸出；所述第一開關(guān)電流雙線性積分器和第二開 關(guān)電流雙線性積分器的虛部輸出端均相連，一起作為所述復(fù)小波濾波器的虛部輸出。
[0016] 由上述本發(fā)明的實施例提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例，開關(guān)電流濾波 器由開關(guān)電流積分器級聯(lián)構(gòu)成，電路結(jié)構(gòu)簡單，且通過跳蛙式負反饋支路的引入，可有效縮 短反饋通路的長度，并且降低開關(guān)電流復(fù)小波濾波器的電路靈敏度。
[0017] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0018] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用 的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 的附圖。
[0019] 圖1是本發(fā)明所述的跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器的實現(xiàn)電路示意圖；
[0020] 圖2-1是本發(fā)明所述的跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器的電流鏡電路示意圖；
[0021] 圖2-2是本發(fā)明所述的跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器的電流鏡電路的簡化電路符 號示意圖；
[0022] 圖3-1是本發(fā)明所述的跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器的第一開關(guān)電流雙線性積分 器的實現(xiàn)電路示意圖；
[0023] 圖3-2是本發(fā)明所述的跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器的第一開關(guān)電流雙線性積分 器的簡化電路符號示意圖；
[0024] 圖4-1是本發(fā)明所述的跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器的第二開關(guān)電流雙線性積分 器的實現(xiàn)電路示意圖；
[0025] 圖4-2是本發(fā)明所述的跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器的第二開關(guān)電流雙線性積分 器的簡化電路符號示意圖；
[0026] 圖5是本發(fā)明所述的跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器的時鐘波形示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面詳細描述本發(fā)明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始 至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參 考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0028] 如圖1所示，為本發(fā)明所述的一種跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器，包括：
[0029] 順次級聯(lián)的電流鏡電路、n-1個第一開關(guān)電流雙線性積分器和1個第二開關(guān)電流雙 線性積分器;η為大于1的整數(shù)；
[0030] 所述電流鏡電路，用于對外部輸入信號分別進行等值復(fù)制和反向，生成正向輸出 信號、負向輸出信號;輸入端與外部輸入信號相連，所述正向輸出信號與序號為1的所述第 一開關(guān)電流雙線性積分器的正向輸入端相連，所述負向輸出信號與序號為1的所述第一開 關(guān)電流雙線性積分器的負向輸入端相連；
[0031] 所述第一開關(guān)電流雙線性積分器，用于對電流進行積分；輸入端包括：正向輸入 端、負向輸入端;所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的輸出端包括:正向輸出端、負向輸出端、 正向反饋輸出端、負向反饋輸出端、實部輸出端和虛部輸出端；
[0032] 其中，序號為1到η-2的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的所述正向輸出端分別輸 出至級聯(lián)的下一第一開關(guān)電流雙線性積分器的正向輸入端，序號為1到η-2的所述第一開關(guān) 電流雙線性積分器的所述負向輸出端分別輸出至級聯(lián)的下一第一開關(guān)電流雙線性積分器 的負向輸入端;序號為n-1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的所述正向輸出端輸出至第 二開關(guān)電流雙線性積分器的正向輸入端，序號為n-1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的 所述負向輸出端輸出至級聯(lián)的第二開關(guān)電流雙線性積分器的負向輸入端；
[0033] 序號為2到n-1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的所述正向反饋輸出端分別輸 出至級聯(lián)的上一第一開關(guān)電流雙線性積分器的負向輸入端，序號為2到n-1的所述第一開關(guān) 電流雙線性積分器的所述負向反饋輸出端分別輸出至級聯(lián)的上一第一開關(guān)電流雙線性積 分器的正向輸入端，序號為1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的正向反饋輸出端輸出至 序號為1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的負向輸入端，序號為1的所述第一開關(guān)電流雙 線性積分器的負向反饋輸出端輸出至序號為1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的正向輸 入端；
[0034] 所述第二開關(guān)電流雙線性積分器，用于對電流進行積分，輸入端包括：正向輸入 端、負向輸入端;正向輸入端與序號為n-1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的正向輸出端 相連，負向輸入端與序號為n-1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的負向輸出端相連;輸出 端包括:正向反饋輸出端、負向反饋輸出端、實部輸出端和虛部輸出端;其中，正向反饋輸出 端輸出至序號為n-1的第一開關(guān)電流雙線性積分器的負向輸入端，負向反饋輸出端輸出至 序號為n-1的第一開關(guān)電流雙線性積分器的正向輸入端；
[0035] 所述第一開關(guān)電流雙線性積分器和第二開關(guān)電流雙線性積分器的實部輸出端均 相連，一起作為所述復(fù)小波濾波器的實部輸出；所述第一開關(guān)電流雙線性積分器和第二開 關(guān)電流雙線性積分器的虛部輸出端均相連，一起作為所述復(fù)小波濾波器的虛部輸出。
[0036] 如圖2-1和圖2-2所示，所述電流鏡電路包括：
[0037] 第一 103管％、第二M0S管M2、第三M0S管M3、第四M0S管M4、第五觀3管此、第一輸入端 Iin、第一負向輸出端ia(T和第一正向輸出端ia0+;
[0038]第二冊5管跑的柵極分別連接第一 105管％的柵極和漏極，并連接第一輸入端Iin; 第二舢5管跑的漏極連接第一負向輸出端ia(f;所述第二舢5管跑的柵極連接所述第三M0S管 M3的柵極；
[0039]所述第三M0S管M3的漏極連接所述第四M0S管M4的柵極和漏極;所述第四M0S管M4的 柵極連接所述第五M0S管施的柵極；
[0040]所述第五105管此的漏極連接所述第一正向輸出端ia0+;
[0041 ] 第一 1103管施、第二M0S管M2、第三M0S管M3、第四M0S管M4、第五M0S管施的漏極均接電 源;第一1^管施、第二M0S管M2、第三M0S管M3、第四M0S管M4、第五M0S管M 5的源極均接地。 [0042] 第二M0S管M2與第一 103管沁的溝道寬長比之比為ao;
[0043] 第一 1103管施、第三M0S管M3和第四M0S管M4的溝道寬長比相等；
[0044] 第二M0S管M2與第五腸3管施的溝道寬長比相等。
[0045] 如圖3-1和圖3-2所示，所述第一開關(guān)電流雙線性積分器包括：
[0046] 第六M0S管M6、第七M0S管M7、第八M0S管Ms、第九M0S管M9、第十M0S管M 1Q、第^^一M0S 管Μη、第十二觀3管％2、第十三冊3管施3、第十四觀3管施4、第十五M0S管M15、第二正向輸入端 ik+、第二負向輸入端ik'第二正向輸出端iak+、第二負向輸出端iak'第一正向反饋輸出端ifk +、第一負向反饋輸出端ifk'第一實部輸出端irk+和第一虛部輸出端imk+;k為第一開關(guān)電流 雙線性積分器的序號，是大于0小于或者等于n-1的自然數(shù)；
[0047]所述第六M0S管M6的漏極連接所述第七M0S管M7的漏極;所述第六M0S管M6的柵極和 漏極由第二時鐘控制的第一開關(guān)相連;所述第六M0S管M6的漏極和第二正向輸入端ik+由第 二時鐘控制的第二開關(guān)相連;所述第六M0S管M 6的漏極和第二負向輸入端ik_由第一時鐘控 制的第三開關(guān)相連；
[0048]所述第七M0S管M?的柵極和漏極由第一時鐘控制的第四開關(guān)相連;所述第七M0S管 M7的柵極連接所述第八M0S管M8的柵極；
[0049]所述第八M0S管M8的漏極連接所述第二正向輸出端iak+，所述第八M0S管M 8的柵極連 接所述第九M0S管M9的柵極；
[0050]所述第九M0S管M9的漏極連接所述第一實部輸出端irk+;
[00511所述第九M0S管M9的柵極連接所述第十M0S管M1Q的柵極;所述第十M0S管M 1Q的漏極 連接所述第一虛部輸出端imk+;
[0052] 所述第十M0S管M1Q的柵極連接所述第^^一M0S管Μη的柵極;所述第^^一M0S管Μη的 漏極連接所述第一正向反饋輸出端if k+;
[0053] 所述第^^一M0S管Μη的柵極連接所述第十二M0S管M12的柵極;所述第十二M0S管M12 的漏極連接所述第十三M0S管M13的漏極和柵極；
[0054]所述第十三M0S管M13的柵極連接所述第十四冊5管施4的柵極;所述第十四》3管施4 的漏極連接所述第二負向輸出端iaiT;
[0055]所述第十四M0S管Mm的柵極連接所述第十五M0S管M15的柵極;所述第十五M0S管M15 的漏極連接所述第一負向反饋輸出端ift;
[0056] 第六M0S管M6、第七M0S管M7、第八M0S管Ms、第九M0S管M 9、第十M0S管M1Q、第^^一MOS 管Mn、第十二觀3管施2、第十三腸3管施3、第十四祖^管施4、第十五M0S管M15的漏極均接電源； [0057] 第六M0S管M6、第七M0S管M7、第八M0S管Ms、第九M0S管M 9、第十M0S管M1Q、第^^一M0S 管Μη、第十二觀3管施2、第十三腸3管施3、第十四祖^管施4、第十五M0S管M15的源極均接地。 [0058] 圖2-1、3_1和4-1所示，Φ:(第一時鐘)和巾2(第二時鐘)為兩相非重疊時鐘(時鐘波 形如圖5所示），J為電流源。
[0059] 第六M0S管M6、第七M0S管M7、第十二腸3管施2、第十三M0S管M 13的溝道寬長比相等；
[0060] 第八M0S管Ms和第十四冊3管％4的溝道寬長比均為第六M0S管M6的溝道寬長比的a k 倍；
[0061 ]第九M0S管M9的溝道寬長比為第六M0S管M6的溝道寬長比的rk倍；
[0062] 第十M0S管M1Q的溝道寬長比為第六M0S管M6的溝道寬長比的mk倍；
[0063] 第^^一M0S管Μη和第十五M0S管M15的溝道寬長比為第六M0S管M 6的溝道寬長比的fk 倍。
[0064]所述第k個第一開關(guān)電流雙線性積分器的正向輸出端的電流與正向輸入端的電流 之間的比值以及所述第k個第一開關(guān)電流雙線性積分器的負向輸出端的電流與負向輸入端 的電流之間的比值均為?
[0065] 所述第k個第一開關(guān)電流雙線性積分器的實部輸出端的電流與正向輸入端的電流 之間的比值為；
[0066] 所述第k個第一開關(guān)電流雙線性積分器的虛部輸出端的電流與正向輸入端的電流 之間的比值為，
[0067]所述第k個第一開關(guān)電流雙線性積分器的正向反饋輸出端的電流與正向輸入端的 電流比值為μ
[0068] 所述第k個第一開關(guān)電流雙線性積分器的負向反饋輸出端的電流與正向輸入端的 電流比值為
[0069] 如圖4-1和圖4-2所示，所述第二開關(guān)電流雙線性積分器包括：
[0070] 第十六冊3管施6、第十七M0S管Μπ、第十八冊3管施8、第十九冊3管施 9、第二十M0S管 Μ20、第二^^一M0S管M21、第二十二M0S管M22、第二十三M0S管M 23、第三正向輸入端in+、第三負 向輸入端in'第二正向反饋輸出端if/、第二負向反饋輸出端ifrT、第二實部輸出端i?+、第二 虛部輸出端imn+;
[0071] 所述第十六M0S管M16的漏極連接所述第十七M0S管Μπ的漏極，所述第十六M0S管M16 的柵極和漏極由第二時鐘控制的開關(guān)相連，所述第十七M0S管Μπ的柵極和漏極由第一時鐘 控制的開關(guān)相連;所述第十六M0S管M 16的漏極和第三正向輸入端in+由第二時鐘控制的開關(guān) 相連，所述第十六M0S管M16的漏極和第三負向輸入端irT由第一時鐘控制的開關(guān)相連；
[0072] 所述第十七M0S管Μπ的柵極連接所述第十八M0S管M18的柵極;所述第十八M0S管M18 的漏極連接所述第二實部輸出端irn+;
[0073] 所述第十八M0S管M18的柵極連接所述第十九M0S管M19的柵極;所述第十九M0S管M 19 的漏極連接所述第二虛部輸出端iC;
[0074] 所述第十九M0S管M19的柵極連接所述第二十M0S管M2Q的柵極;所述第二十M0S管M 20 的漏極連接所述第二正向反饋輸出端ifn+;
[0075] 所述第二十M0S管M2Q的柵極連接所述第二^^一M0S管M21的柵極；
[0076]所述第二^^一M0S管M21的漏極連接所述第二十二M0S管M22的漏極和柵極；
[0077]所述第二十二M0S管M22的柵極連接所述第二十三M0S管M23的柵極；
[0078]所述第二十三M0S管M23的漏極連接所述第二負向反饋輸出端ifrT;
[0079] 第十六冊3管施6、第十七M0S管Μπ、第十八冊3管施8、第十九冊3管施 9、第二十M0S管 Μ20、第二^^一M0S管M21、第二十二M0S管M22、第二十三M0S管M 23的漏極均接電源；
[0080] 第十六冊3管施6、第十七M0S管Μπ、第十八冊3管施8、第十九冊3管施 9、第二十M0S管 Μ20、第二^^一M0S管M21、第二十二M0S管M22、第二十三M0S管M 23的源極均接地。
[0081 ] 第十六冊3管沁6、第十七冊3管沁7、第二^^一M0S管M21、第二十二M0S管M22的溝道寬 長比相等；
[0082] 第十八M0S管M18的溝道寬長比為第十六M0S管施6的仏倍；
[0083] 第十九M0S管M19的溝道寬長比為第十六M0S管倍；
[0084] 第二十M0S管M2q和第二十三M0S管M23的溝道寬長比為第十六M0S管M 16的fn倍。
[0085] 所述第二開關(guān)電流雙線性積分器的實部輸出端的電流與正向輸入端的電流比值 為J
[0086] 所述第二開關(guān)電流雙線性積分器的虛部輸出端的電流與正向輸入端的電流比值 為m'
[0087] 所述第二開關(guān)電流雙線性積分器的正向反饋輸出端的電流與正向輸入端的電流 比值為
.1 - Z·
[0088] 所述第二開關(guān)電流雙線性積分器的負向反饋輸出端的電流與正向輸入端的電流 比值為
[0089] 所述第一開關(guān)電流雙線性積分器和第二開關(guān)電流雙線性積分器的實部輸出端均 相連，一起作為所述復(fù)小波濾波器的實部輸出，具體為：
[0090] 當(dāng)所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的實部輸出端輸出負值電流時，所述第一開關(guān) 電流雙線性積分器的實部輸出端連接第一反向電路，所述第一反向電路的輸出端和其它第 一開關(guān)電流雙線性積分器以及第二開關(guān)電流雙線性積分器的實部輸出端均相連一起作為 所述復(fù)小波濾波器的實部輸出；第一反向電路用于將所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的實 部輸出端輸出的電流反向；
[0091] 當(dāng)所述第二開關(guān)電流雙線性積分器的實部輸出端輸出負值電流時，所述第二開關(guān) 電流雙線性積分器的實部輸出端連接第二反向電路，所述第二反向電路的輸出端和第一開 關(guān)電流雙線性積分器的實部輸出端均相連一起作為所述復(fù)小波濾波器的實部輸出；第二反 向電路用于將所述第二開關(guān)電流雙線性積分器的實部輸出端輸出的電流反向；
[0092] 所述第一開關(guān)電流雙線性積分器和第二開關(guān)電流雙線性積分器的虛部輸出端均 相連，一起作為所述復(fù)小波濾波器的虛部輸出，具體為：
[0093] 當(dāng)所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的虛部輸出端輸出負值電流時，所述第一開關(guān) 電流雙線性積分器的虛部輸出端連接第三反向電路，所述第三反向電路的輸出端和其它第 一開關(guān)電流雙線性積分器以及第二開關(guān)電流雙線性積分器的虛部輸出端均相連一起作為 所述復(fù)小波濾波器的虛部輸出；第三反向電路用于將所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的虛 部輸出端輸出的電流反向；
[0094] 當(dāng)所述第二開關(guān)電流雙線性積分器的虛部輸出端輸出負值電流時，所述第二開關(guān) 電流雙線性積分器的虛部輸出端連接第四反向電路，所述第四反向電路的輸出端和第一開 關(guān)電流雙線性積分器的虛部輸出端均相連一起作為所述復(fù)小波濾波器的虛部輸出；第四反 向電路用于將所述第二開關(guān)電流雙線性積分器的虛部輸出端輸出的電流反向。
[0095] 本發(fā)明的有益效果為：
[0096] 采用標準數(shù)字CMOS工藝實現(xiàn)，具有動態(tài)范圍大、設(shè)計過程簡單、無需模數(shù)轉(zhuǎn)換器、 適于低電壓低功耗大規(guī)模集成等優(yōu)點；用與標準CMOS工藝兼容的開關(guān)電流技術(shù)構(gòu)造濾波 器，可精確集成模擬濾波器的時間常數(shù)，從而精確實現(xiàn)模擬濾波器的頻響特性;利用具有跳 蛙式拓撲結(jié)構(gòu)的負反饋支路構(gòu)造開關(guān)電流復(fù)小波濾波器，可有效縮短反饋通路的長度，提 高濾波器的頻響特性，同時有效降低開關(guān)電流復(fù)小波濾波器的電路靈敏度，可應(yīng)用于非平 穩(wěn)信號的分析與處理。
[0097]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍 為準。
【主權(quán)項】
1. 一種跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器，其特征在于，包括： 順次級聯(lián)的電流鏡電路、n-1個第一開關(guān)電流雙線性積分器和1個第二開關(guān)電流雙線性 積分器;η為大于1的整數(shù)； 所述電流鏡電路，用于對外部輸入信號分別進行等值復(fù)制和反向，生成正向輸出信號、 負向輸出信號;輸入端與外部輸入信號相連，所述正向輸出信號與序號為1的所述第一開關(guān) 電流雙線性積分器的正向輸入端相連，所述負向輸出信號與序號為1的所述第一開關(guān)電流 雙線性積分器的負向輸入端相連； 所述第一開關(guān)電流雙線性積分器，用于對電流進行積分;輸入端包括:正向輸入端、負 向輸入端;所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的輸出端包括:正向輸出端、負向輸出端、正向 反饋輸出端、負向反饋輸出端、實部輸出端和虛部輸出端； 其中，序號為1到η-2的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的所述正向輸出端分別輸出至 級聯(lián)的下一第一開關(guān)電流雙線性積分器的正向輸入端，序號為1到η-2的所述第一開關(guān)電流 雙線性積分器的所述負向輸出端分別輸出至級聯(lián)的下一第一開關(guān)電流雙線性積分器的負 向輸入端;序號為n-1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的所述正向輸出端輸出至第二開 關(guān)電流雙線性積分器的正向輸入端，序號為n-1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的所述 負向輸出端輸出至級聯(lián)的第二開關(guān)電流雙線性積分器的負向輸入端； 序號為2到n-1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的所述正向反饋輸出端分別輸出至 級聯(lián)的上一第一開關(guān)電流雙線性積分器的負向輸入端，序號為2到n-1的所述第一開關(guān)電流 雙線性積分器的所述負向反饋輸出端分別輸出至級聯(lián)的上一第一開關(guān)電流雙線性積分器 的正向輸入端，序號為1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的正向反饋輸出端輸出至序號 為1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的負向輸入端，序號為1的所述第一開關(guān)電流雙線性 積分器的負向反饋輸出端輸出至序號為1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的正向輸入 端； 所述第二開關(guān)電流雙線性積分器，用于對電流進行積分，輸入端包括:正向輸入端、負 向輸入端;正向輸入端與序號為n-1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的正向輸出端相連， 負向輸入端與序號為n-1的所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的負向輸出端相連;輸出端包 括:正向反饋輸出端、負向反饋輸出端、實部輸出端和虛部輸出端;其中，正向反饋輸出端輸 出至序號為n-1的第一開關(guān)電流雙線性積分器的負向輸入端，負向反饋輸出端輸出至序號 為n-1的第一開關(guān)電流雙線性積分器的正向輸入端； 所述第一開關(guān)電流雙線性積分器和第二開關(guān)電流雙線性積分器的實部輸出端均相連， 一起作為所述復(fù)小波濾波器的實部輸出;所述第一開關(guān)電流雙線性積分器和第二開關(guān)電流 雙線性積分器的虛部輸出端均相連，一起作為所述復(fù)小波濾波器的虛部輸出。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器，其特征在于，所述電流鏡電路 包括： 第一 1103管施、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五腸3管施、第一輸入端I in、第 一負向輸出端ia(T和第一正向輸出端iaO+; 第二冊5管此的柵極分別連接第一 105管％的柵極和漏極，并連接第一輸入端Iin;第二 皿05管跑的漏極連接第一負向輸出端ia(f;所述第二冊5管跑的柵極連接所述第三MOS管M3的 柵極； 所述第三MOS管M3的漏極連接所述第四MOS管M4的柵極和漏極;所述第四MOS管M4的柵極 連接所述第五MOS管施的柵極； 所述第五105管施的漏極連接所述第一正向輸出端ia0+; 第一 103管％、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管蚍的漏極均接電源； 第一 1^管施、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管M5的源極均接地。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器，其特征在于， 第二MOS管M2與第一 103管沁的溝道寬長比之比為a〇; 第一 1103管施、第三MOS管M3和第四MOS管M4的溝道寬長比相等； 第二MOS管M2與第五腸3管施的溝道寬長比相等。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器，其特征在于，所述第一開關(guān)電 流雙線性積分器包括： 第六MOS管M6、第七MOS管M7、第八MOS管M8、第九MOS管M 9、第十MOS管Miq、第^^一MOS管M11、 第十二觀3管施2、第十三腸3管施3、第十四冊3管施4、第十五MOS管M15、第二正向輸入端ik +、第 二負向輸入端ik'第二正向輸出端iak+、第二負向輸出端iak'第一正向反饋輸出端ifk+、第一 負向反饋輸出端ifiT、第一實部輸出端/rff+和第一虛部輸出端/m/c+;k為第一開關(guān)電流雙線性 積分器的序號，是大于0小于或者等于n-1的自然數(shù)； 所述第六MOS管M6的漏極連接所述第七MOS管M7的漏極;所述第六MOS管M6的柵極和漏極 由第二時鐘控制的第一開關(guān)相連;所述第六MOS管M6的漏極和第二正向輸入端ik+由第二時 鐘控制的第二開關(guān)相連;所述第六MOS管M 6的漏極和第二負向輸入端ik_由第一時鐘控制的 第三開關(guān)相連； 所述第七MOS管M7的柵極和漏極由第一時鐘控制的第四開關(guān)相連;所述第七MOS管M7的 柵極連接所述第八MOS管M8的柵極； 所述第八MOS管M8的漏極連接所述第二正向輸出端iak+，所述第八MOS管M8的柵極連接所 述第九MOS管M9的柵極； 所述第九MOS管M9的漏極連接所述第一實部輸出端irk+; 所述第九MOS管M9的柵極連接所述第十MOS管Miq的柵極;所述第十MOS管Miq的漏極連接 所述第一虛部輸出端; 所述第十MOS管Miq的柵極連接所述第十一 MOS管Mn的柵極;所述第十一 MOS管Mn的漏極 連接所述第一正向反饋輸出端if k+; 所述第十一MOS管Mn的柵極連接所述第十二MOS管M12的柵極;所述第十二MOS管M12的漏 極連接所述第十三MOS管M13的漏極和柵極； 所述第十三MOS管M13的柵極連接所述第十四冊5管.的柵極;所述第十四觀3管.的漏 極連接所述第二負向輸出端?; 所述第十四MOS管M14的柵極連接所述第十五MOS管M15的柵極;所述第十五MOS管M 15的漏 極連接所述第一負向反饋輸出端ifiT; 第六MOS管M6、第七MOS管M7、第八MOS管M8、第九MOS管M 9、第十MOS管Miq、第^^一MOS管M11、 第十二祖^管施2、第十三腸3管施3、第十四觀3管施4、第十五MOS管M15的漏極均接電源； 第六MOS管M6、第七MOS管M7、第八MOS管M8、第九MOS管M 9、第十MOS管Miq、第^^一MOS管M11、 第十二祖^管施2、第十三腸3管施3、第十四觀3管施4、第十五MOS管M15的源極均接地。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器，其特征在于， 第六MOS管M6、第七MOS管M7、第十二舢3管施2、第十三MOS管M13的溝道寬長比相等； 第八MOS管M8和第十四腸5管施4的溝道寬長比均為第六MOS管M6的溝道寬長比的a k倍； 第九MOS管M9的溝道寬長比為第六MOS管M6的溝道寬長比的rk倍； 第十MOS管Miq的溝道寬長比為第六MOS管M6的溝道寬長比的mk倍； 第^^一MOS管Mn和第十五MOS管M15的溝道寬長比為第六MOS管M6的溝道寬長比的fk倍。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器，其特征在于， 所述第k個第一開關(guān)電流雙線性積分器的正向輸出端的電流與正向輸入端的電流之間 的比值以及所述第k個第一開關(guān)電流雙線性積分器的負向輸出端的電流與負向輸入端的電 流之間的比值均為所述第k個第一開關(guān)電流雙線性積分器的實部輸出端的電流與正向輸入端的電流之間 的比值為所述第k個第一開關(guān)電流雙線性積分器的虛部輸出端的電流與正向輸入端的電流之間 的比值為所述第k個第一開關(guān)電流雙線性積分器的正向反饋輸出端的電流與正向輸入端的電流 比值為所述第k個第一開關(guān)電流雙線性積分器的負向反饋輸出端的電流與正向輸入端的電流 比值為7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器，其特征在于，所述第二開關(guān)電 流雙線性積分器包括： 第十六冊3管施6、第十七MOS管Mn、第十八腸3管施8、第十九觀3管施9、第二十MOS管M 2q、第 二^^一MOS管M21、第二十二MOS管M22、第二十三MOS管M23、第三正向輸入端i n+、第三負向輸入 端in'第二正向反饋輸出端ifn+、第二負向反饋輸出端ifrT、第二實部輸出端irn+、第二虛部輸 出立而imn ; 所述第十六MOS管M16的漏極連接所述第十七MOS管Mn的漏極，所述第十六MOS管M16的柵 極和漏極由第二時鐘控制的開關(guān)相連，所述第十七MOS管M17的柵極和漏極由第一時鐘控制 的開關(guān)相連;所述第十六MOS管M 16的漏極和第三正向輸入端in+由第二時鐘控制的開關(guān)相 連，所述第十六MOS管M 16的漏極和第三負向輸入端irT由第一時鐘控制的開關(guān)相連； 所述第十七舢3管施7的柵極連接所述第十八MOS管M18的柵極;所述第十八MOS管M18的漏 極連接所述第二實部輸出端im+; 所述第十八MOS管M18的柵極連接所述第十九MOS管M19的柵極;所述第十九MOS管M 19的漏 極連接所述第二虛部輸出端im+; 所述第十九MOS管M19的柵極連接所述第二十MOS管M2q的柵極;所述第二十MOS管M 2q的漏 極連接所述第二正向反饋輸出端ifn+ ; 所述第二十MOS管M2q的柵極連接所述第二十一 MOS管M21的柵極； 所述第二十一MOS管M21的漏極連接所述第二十二MOS管M22的漏極和柵極； 所述第二十二MOS管M22的柵極連接所述第二十三MOS管M23的柵極； 所述第二十三MOS管M23的漏極連接所述第二負向反饋輸出端if rT; 第十六冊3管施6、第十七MOS管Mn、第十八腸3管施8、第十九觀3管施9、第二十MOS管M 2q、第 二^^一MOS管M21、第二十二MOS管M22、第二十三MOS管M23的漏極均接電源； 第十六冊3管施6、第十七MOS管Mn、第十八腸3管施8、第十九觀3管施9、第二十MOS管M 2q、第 二^^一MOS管M21、第二十二MOS管M22、第二十三MOS管M23的源極均接地。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器，其特征在于， 第十六觀3管沁6、第十七冊3管沁7、第二^^一MOS管M21、第二十二MOS管M22的溝道寬長比 相等； 第十八MOS管M18的溝道寬長比為第十六MOS管施6的化倍； 第十九MOS管M19的溝道寬長比為第十六MOS管M16的mn倍； 第二十MOS管M2Q和第二十三MOS管M23的溝道寬長比為第十六MOS管M16的f n倍。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器，其特征在于， 所述第二開關(guān)電流雙線性積分器的實部輸出端的電流與正向輸入端的電流比值為所述第二開關(guān)電流雙線性積分器的虛部輸出端的電流與正向輸入端的電流比值為所述第二開關(guān)電流雙線性積分器的正向反饋輸出端的電流與正向輸入端的電流比值所述第二開關(guān)電流雙線性積分器的負向反饋輸出端的電流與正向輸入端的電流比值10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的跳蛙式開關(guān)電流復(fù)小波濾波器，其特征在于， 所述第一開關(guān)電流雙線性積分器和第二開關(guān)電流雙線性積分器的實部輸出端均相連 一起作為所述復(fù)小波濾波器的實部輸出，具體為： 當(dāng)所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的實部輸出端輸出負值電流時，所述第一開關(guān)電流 雙線性積分器的實部輸出端連接第一反向電路，所述第一反向電路的輸出端和其它第一開 關(guān)電流雙線性積分器以及第二開關(guān)電流雙線性積分器的實部輸出端均相連一起作為所述 復(fù)小波濾波器的實部輸出；第一反向電路用于將所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的實部輸 出端輸出的電流反向； 當(dāng)所述第二開關(guān)電流雙線性積分器的實部輸出端輸出負值電流時，所述第二開關(guān)電流 雙線性積分器的實部輸出端連接第二反向電路，所述第二反向電路的輸出端和第一開關(guān)電 流雙線性積分器的實部輸出端均相連一起作為所述復(fù)小波濾波器的實部輸出；第二反向電 路用于將所述第二開關(guān)電流雙線性積分器的實部輸出端輸出的電流反向； 所述第一開關(guān)電流雙線性積分器和第二開關(guān)電流雙線性積分器的虛部輸出端均相連， 一起作為所述復(fù)小波濾波器的虛部輸出，具體為： 當(dāng)所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的虛部輸出端輸出負值電流時，所述第一開關(guān)電流 雙線性積分器的虛部輸出端連接第三反向電路，所述第三反向電路的輸出端和其它第一開 關(guān)電流雙線性積分器以及第二開關(guān)電流雙線性積分器的虛部輸出端均相連一起作為所述 復(fù)小波濾波器的虛部輸出；第三反向電路用于將所述第一開關(guān)電流雙線性積分器的虛部輸 出端輸出的電流反向； 當(dāng)所述第二開關(guān)電流雙線性積分器的虛部輸出端輸出負值電流時，所述第二開關(guān)電流 雙線性積分器的虛部輸出端連接第四反向電路，所述第四反向電路的輸出端和第一開關(guān)電 流雙線性積分器的虛部輸出端均相連一起作為所述復(fù)小波濾波器的虛部輸出；第四反向電 路用于將所述第二開關(guān)電流雙線性積分器的虛部輸出端輸出的電流反向。
【文檔編號】H03H17/02GK105932982SQ201610245005
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月18日
【發(fā)明人】趙文山
【申請人】北京交通大學(xué)