加之算法二〇五年五月十日星期的复杂性，目前研究进展缓慢。

小波变换的模拟实现方法可分为时域法和频域法两类。

用时域法实现小波变换的处理速度快，结构相对简单，便于体化集成，适合要求快速计算小波系数的场合。

频域法实现方案多，比较灵活，能实现的小波函数种类也比时域法多，但结构比较复杂。

特别在高频应用时，连续时间滤波器成为唯选择。

由于要求滤波器组具有高精度和宽动态范围，片上自动调节电路必不可少，因而导致电路复杂度增加。

但目前对于滤波器的研究相对比较成熟，这使得频域法更具有实际应用意义。

目前在小波变换的模拟实现方面的研究报告及文献总的说来较少。

其中，国外的相关研究相比国内而言较多。

年首先提出利用复解调技术实现小波变换的方法，并设计制造了芯片，可应用于。

这种方法开辟了频域法实现小波变换应用的广阔前景。

他们提出采用高斯小波带通滤波器组对信号进行滤波，并对滤波后的各频率带采样。

采样频率与频带宽度成比例，从而完成小波分解。

具有重要意义的是，他们还提出了利用复解调技术来简化不同中心频率和带宽的恒带通滤波器的设计，其基本思想是在对信号滤波之前，将每个带通滤波器的频谱从各自的中心频率附近搬移到零频附近，即用个具有与原带通滤波器的频率特性相似的低通滤波器代替。

待滤波后，将处理后的信号频谱搬回到各自的原中心频率处，并将各部分求和，完成信号的重构。

这样，设计恒带通滤波器组这复杂的问题转化成了设计相对简单的低通滤波器组的问题。

年和在以上研究的基础上深入了些，提出用个模拟反相器后接个多路传输器的结构来代替模拟乘法器以扩展电路的线性动态范围，并进步给出了高斯核函数。

年提出种采用开关电容电路实现并应用于语音分析与识别的听觉小波变换系统，其工作频率范围是。

该系统包括个预加重高通滤波器个并行二阶带通节以及个求和增益放大器。

输入信号经预加重后，分路并行进入各二阶节，根据特定的组合将每个二阶节的输出经增益放大器相加放大构成路输出。

年在通信统计理论所提出的拉盖尔结构的基础上构造了种拉盖尔小波，可以在图像编码音频和视频压缩等信号处理领域得到良好的应用。

年和提出了种基于幅度调制技术的小波变换电路，但各部件未集成在个芯片内。

由于不同的小波系数是用同母小波的不同变形尺度与位移分别与信号相乘后积分而得，他们认为，可以把这些小波按次序连接起来构成所谓的小波链来实现系列小波系数的计算。

最简单常用的就是正弦小波链，即将个正弦波调制在另个频率较高的正弦波上便可构成。

该结构只能作为个单元，因为它不能自动产生不同尺度与位移的小波族，要达到此目的必须调整主频，二〇五年五月十日星期这时小波函数的幅度和低通滤波器的截止频率也得同时改变。

因此，实际应用中需要设计组类似单元，且各单元的主频和单元内的滤波器截止频率符合预定要求，才能完成小波分解。

年和提出了个采用工艺应用于高频的信道模拟小波变换电路，该电路于年获得专利。

电路最高工作频率大于，带宽。

各信道小波分解后的两路结果经平方后求和，以功率的形式表示。

国内关于小波变换的模拟硬件实现研究较少，主要有年金吉成田逢春在提出用开关电容滤波器构造的小波函数发生器，在其研究中利用开关电容滤波器的特性构造了个小波函数发生器，能够方便地产生不同尺度下的小波信号波形，并给出了具体的实现方案。

随后，他们又提出了用线性模拟滤波器实现小波变换的方法，该方法通过构造小波滤波器网络提供了实现快速小波变换的途径，且以墨西哥草帽小波为例，证实了其可行性。

年黄清秀黄娇英等，陆续提出了维模拟小波芯片设计实现及瞬时缩展模拟高频小波变换电路的小波变换实现方法。

特别是利用对数域电路实现小波变换，提出的模拟高频小波变换电路能实现对高频输入信号的时频分解，其实现电路中的各模块电路采用的是完全电流模式电路，完成对数域振荡器锁相环等的设计和实现，从而完成了模拟小波变换的对数域电路实现。

年卢文科朱长纯魏培永，提出声表面波式小波变换及重构器件的实现研究，他们在声表面波叉指换能器的指条重叠包络按照小波函数的包络设计时，得到了声表面波叉指换能器脉冲响应函数等于小波函数，从而制造出了声表面式小波变换器件，实现利用两只声表面波式小波变换器件构造小波变换重构器件的新方法，对器件误差的来源作了分析，并且提出了减小误差的方法。

小波变换实现技术的发展趋势目前，从国内外有关小波变换实现的研究状况来看，在以下几个领域实现小波变换的应用前景较好基于开关电流技术的小波变换实现。

开关电流电路工作在电流域，它具有高频特性好适于低电压工作低功耗动态范围大等优点。

同开关电容电路相比，开关电流电路不需要线性浮置电容和运算放大器，从而电路简单不存在运算放大器带来的限制和误差，且与标准的工艺完全兼容，便于电路的大规模集成。

将开关电流技术用于小波变换的实现，可以涌现，连续小波变换实现的理论与应用研究将会受到更为广泛的关注，而更多成果的出现必将进步推动小波理论的广泛且实时的应用。

二〇五年五月十日星期参考文献吴小冬，李永明，陈弘毅维离散小波小波包变换的结构半导体学报赵文山连续小波变换低电压低功耗开关电流集成电路技术实现湖南湖南大学，乔世杰，王国裕离散小波变换的实现微电子学乔世杰，王国裕，智贵连二维离散小波变换的实现微电子学金吉成，田逢春用开关电容滤波器构成的小波函数发生器重庆大学学报自然科学版，黄娇英，何怡刚，赵新宇维模拟小波芯片设计湖南大学学报自然科学版，何怡刚，黄娇英，彭玉楼维小波变换及其逆变换结构湖南大学学报自然科学版，魏培永，朱长纯，刘君华，等用声表面波器件实现小波变换的方法西安交通大学学报，卢文科，朱长纯，刘君华，等声表面波式小波变换及重构器件的实现研究电子学报，二〇五年五月十日星期梁学章，何甲兴，王新民等小波分析北京国防工业出版社周组仁开关电流滤波器设计研究长沙湖南大学，孟相如，邱关源开关电流梯形滤波器的双线性变换设计电子学报秦世才，高清运现代模拟集成电子学北京科学出版社，二〇五年五月十日星期致谢伴着夏季的凉风，绚烂的日光，四年的大学生活即将结束。

回想起这白驹过隙的时光，路走来，走得辛苦忙碌却也万分充实，在论文即将付梓之际，心中的感慨，时间难以言表。

从论文选题到搜集资料，从提纲的拟定到正文的反复斟酌，我经历了喜悦聒噪迷茫和笃定，在论文的整个写作过程当中，心情是何其复杂。

如今，伴随着这篇毕业论文的最终定稿，复杂的心情暂时落定，心中不免还有些许的成就感和感激之情。

首先，我要感谢我的导师李目老师，他为人随和热情，治学严谨细心，丝不苟。

从选题定题撰写提纲，到论文的反复修改润色直至定稿，李老师始终认真负责地给予我深刻而细致地指导。

正是有了老师们的耐心指导无私帮助以及热忱鼓励，我的毕业论文才得以顺利完成。

然后，我要感谢我的班主任吴亮红老师以及在大学四年中给我授课的所有老师们，是他们让我学到了很多知识，更重要的是他们培养了我如何学习的能力。

其次，我要感谢学工办的各位老师，在学习以外的其他方面给予了我莫大的指导教育，让我更成熟，更进步。

再次，我要感谢我的助班侯晓伟及其他学长学姐，他们是我初入大学时的领路人也感谢四年里陪伴我的同学同事室友朋友们，他们总是在各方面给予我关心和帮助，也正因为有了他们，我的人生才更丰富多彩，我在奋斗的路上才不孤独。

最后，我要感谢我的家人和亲戚，是他们直在我背后默默地支持着我，无论我飞得多高，走得多远，都会在远处关注着我。

王建梅年月日二〇五年五月十日星期目录第章绪论课题的背景和意义小波变换实现的国内外研究现状和发展趋势国内外研究现状小波变换实现技术的发展趋势主要研究工作和论文结构主要研究工作论文结构安排第二章小波变换理论连续小波变换定义与性质连续小波变换的定义连续小波变换的性质常用的小波函数小波小波小波连续小波变换的应用小波变换用于信号奇异点检测小波变换的应用概述本章小结第三章开关电流技术模拟取样数据技术的发展历史开关电流电路的基本原理开关电流电路的基本模块延迟单元同相无损积分器同相有损积分器反相有损积分器反相有损放大器通用积分器双线性变换积分器基于积分器的双二次节连续域与离散域之间的变换前向差分变换后向差分变换无损离散积分变换二〇五年五月十日星期双线性变换频率翘曲效应本章小结第四章差分进化优化算法基本差分进化算法差分进化算法的产生差分进化算法的思想差分进化算法的流程差分进化算法的改进自适应变异算子自适应交叉算子算法性能测试本章小结第五章连续小波变换的开关电流滤波器实现小波滤波器的实现原理小波函数的时域逼近开关电流滤波器设计实现连续小波变换仿真结果及分析实例测试本章小结结论参考文献致谢二〇五年五月十日星期第章绪论课题的背景和意义小波变换是目前国际上最新的时频分析工具，因其具有多分辨率和时频局域化的特点，被誉为分析信号的数学显微镜，特别适合处理非平稳信号。

随着小波变换与工程应用研究的结合日益紧密，它已被广泛应用于信号检测图像处理数据压缩等方面。

信号的小波变换常用离散小波变换实现，其运算量大，难以满足实时性的要求。

基于此，近年来人们开始致力于小波变换模拟硬件实现的研究。

用模拟电路实现小波变换相对于用数字电路实现小波变换而言具有明显的优势模拟电路实现小波变换不需和转换，处理速度高，避免了两次转换引起的信号失真采用模拟方法处理信号的频率范围宽，可以达到高频率段，而功耗却不因此而增加用模拟法实现的小波变换电路便于制成体化集成芯片。

开关电流，简记为技术是基于电流模式的技术，它用离散时间的取样数据系统处理连续时间的模拟信号。

在模拟集成技术中，基于电流模式的开关电流技术是当今的前沿课题，其主要原因是电流模式的开关电流电路作为集成电路中的单元适于超大规模集成电路，简记为的实现，较之电压模式的电路能获得更好的性能，符合集成电路制造工艺向深亚微米发展的趋势。

随着超大规模集成电路技术近年来突飞猛进的发展，低功耗设计已经成为所有高性能电子设备所必须遵循的规范。

低功耗设计的限制因素主要有电源电压阈值电压比例调节以及互连线路等。

现代集成电路制造追求的是低造价低功耗以及数模混合的单片集成，这就使得系统的模拟部分要能用标准数字集成工艺制造。

而已经发展得比较成熟的开关电容，简记为技术需要使用线性浮置电容，这种电容通常是用双层多晶硅实现，而双层多晶硅在工艺尺寸缩小到深亚微米范围后