超低功耗生物医学信号处理 用于起搏器的模拟小波滤波器方法【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

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第1章 绪论1

1.1 生物医学信号处理1

1.2 小波变换在生物医学中的应用2

1.3 模拟电路相对数字电路——对生物医学前端功耗的挑战4

1.3.1 模拟感知放大器的功耗5

1.3.2 数字感知放大器的功耗6

1.4 本书的目标与领域9

1.5 概述9

参考文献11

第2章 起搏器的演进：电子学视角13

2.1 心脏13

2.2 心脏信号16

2.2.1 体表心电图16

2.2.2 腔内心电图17

2.2.3 心脏疾病——心律失常17

2.3 心脏起搏的历史和发展17

2.3.1 什么是人工心脏起搏器？17

2.3.2 海曼的起搏器19

2.3.3 摩登时代的破晓——植入式起搏器20

2.4 现代起搏器的新功能26

2.5 结论28

参考文献29

第3章 小波与傅里叶分析31

3.1 引言31

3.2 傅里叶变换31

3.3 窗函数33

3.4 小波变换34

3.4.1 连续时间小波基37

3.4.2 复连续时间小波基39

3.5 基于小波变换的信号处理41

3.5.1 奇点检测——小波缩放41

3.5.2 降噪45

3.5.3 压缩45

3.6 低功耗模拟小波滤波器设计45

3.7 结论47

参考文献47

第4章 模拟小波滤波器：近似的需要49

4.1 引言49

4.2 复一阶滤波器49

4.3 拉普拉斯域中的帕德近似法54

4.4 L2近似法61

4.5 基于小波的其他近似方法64

4.5.1 贝塞尔-汤姆逊滤波器——准高斯脉冲响应64

4.5.2 Filanovsky's滤波器方法65

4.5.3 傅里叶级数法67

4.6 讨论70

4.7 结论71

参考文献71

第5章 最优状态空间描述73

5.1 状态空间描述73

5.2 动态范围75

5.2.1 动态范围优化75

5.3 稀疏77

5.3.1 正交变换78

5.3.2 范式表示79

5.3.3 双二阶结构81

5.3.4 对角可控性格兰姆行列式——正交梯形结构83

5.3.5 稀疏与动态范围比较85

5.3.6 新的稀疏性能指标（SFOM）87

5.4 敏感度89

5.4.1 新动态范围稀疏敏感度（DRSS）性能指标90

5.5 结论91

参考文献92

第6章 超低功耗积分器设计93

6.1 跨导-电容滤波器93

6.1.1 nA/V CMOS三极管跨导放大器94

6.1.2 pA/V△-Gm跨导放大器96

6.2 跨导线性（对数域）滤波器98

6.2.1 静态与动态跨导线性原理99

6.2.2 对数域积分器100

6.3 A类对数域滤波器设计实例103

6.3.1 双极型多输入对数域积分器103

6.3.2 CMOS型多输入对数积分器104

6.3.3 采用CMOS技术的高频对数域积分器105

6.4 低功耗AB类双曲正弦积分器109

6.4.1 用于AB类对数域积分器的状态空间表达110

6.4.2 以晶体管实现状态空间公式化的AB类双曲正弦积分器111

6.4.3 压扩双曲正弦积分器113

6.4.4 超低功耗AB型双曲正弦积分器116

6.5 讨论125

6.6 结论126

参考文献127

第7章 超低功耗生物医学系统设计131

7.1 用于起搏器的动态跨导线性心电感知放大器132

7.1.1 差分电压-单端电流变换器133

7.1.2 带通滤波器134

7.1.3 绝对值电路与真有效值-直流（RMS-DC）转换器电路136

7.1.4 检测（符号函数）电路138

7.2 以CFOS检测QRS复合波140

7.2.1 滤波级——CFOS小波滤波器142

7.2.2 决策级——绝对值与峰值检测电路144

7.2.3 测量结果146

7.3 小波滤波器设计151

7.3.1 高斯滤波器151

7.3.2 复小波滤波器的实现159

7.4 莫莱小波滤波器164

7.4.1 电路设计167

7.4.2 莫莱小波滤波器测量结果171

7.5 结论175

参考文献176

第8章 结论与展望179

8.1 未来研究方向181

附录A 高性能模拟延迟183

A.1 贝塞尔-汤姆逊近似法183

A.2 帕德近似法185

A.3 贝塞尔-汤姆逊与帕德近似延迟滤波器比较188

A.4 高斯时域脉冲响应法190

附录B 模型简化——平衡截断法193

附录C 开关电容型小波滤波器197

附录D 超宽频带电路设计205

D.1 用于脉冲位置调制的脉冲发生器205

D.2 用于超宽频带前端的延迟滤波器207

D.3 FCC认可用于超宽频带通信的脉冲发生器209

结束语211

致谢213

关于作者215

索引217