小波变换开关电流CAD设计方法及其实现

"小波变换开关电流电路CAD设计方法探讨，包括基于Pad逼近的高斯函数小波基设计，双二次滤波器的SI电路实现，以及MATLAB仿真验证" 在电子电路设计领域，小波变换开关电流（Switched Current，简称SI）电路因其独特的优点，如模块化设计和对电流信号的高效处理，被广泛应用于滤波器设计。本文重点讨论了一种基于Pad逼近的CAD（计算机辅助设计）方法，用于设计小波变换SI滤波器。 首先，设计过程始于小波基的选择。高斯函数因其优良的数学特性，经常被选作小波基函数。在本设计中，采用高斯函数的N阶导数，并利用Pad逼近技术，在频域内将高斯函数近似为有理分式，得到小波滤波器的传输表达式。这种逼近方法有助于简化数学计算，并为电路设计提供便利。 接着，结合SI电流模信号的特性，设计者利用双二次滤波器的性质。双二次滤波器通常由多个基本的SI单元电路级联构成，这些单元电路可以灵活调整以适应不同的滤波需求。通过这种方式，可以实现对小波变换电路的精确控制，以满足特定的频率响应和滤波效果。 在CAD实施阶段，MATLAB软件扮演了重要角色。通过MATLAB的图形用户界面，设计者可以输入高斯函数的相关参数，如导数阶数和尺度因子，实现有理分式表达式的CAD设计。此外，MATLAB的计算能力使得Pad逼近算法得以高效执行，进一步确保了设计的精确性。 MATLAB仿真结果证实了这种方法的可行性，表明设计思路的有效性。通过调整晶体管的宽长比或时钟频率，可以在不改变基本滤波器结构的前提下，轻松实现不同尺度的滤波器，体现了开关电流技术的灵活性。 SI技术中的基本单元，如加法器、乘法器和S&H单元，为电路设计提供了模块化基础。例如，通用积分器可以由这些基本单元组合而成，其Z域传输函数可以清晰地表示系统的行为。通过这样的集成和组合，可以构建出能实现小波变换功能的复杂滤波器。 最后，高斯函数的一般形式被提及，它是小波基设计的关键。高斯函数的数学表达式为设计提供了理论基础，通过Pad逼近与SI电路的结合，实现了一种高效、精确的小波变换滤波器设计方法。 该文提出的基于Pad逼近的小波变换开关电流电路CAD设计方法，结合了数学优化和实际电路实现，为滤波器设计提供了一条新的途径，不仅简化了设计流程，还提高了设计精度和效率。通过MATLAB的仿真验证，这种方法在实际应用中显示出了巨大的潜力。