小波变换以其良好的时频局部特性成为信号处理中广泛应用的数学工具，是分析非平稳信号和瞬态信号最有效的技术之一。为了满足信号处理中的实时性要求，人们开始研究小波变换的硬件实现技术。然而，现有的小波变换实现主要采用通用数字器件完成。由于数字系统对模拟信号进行小波变换时需要增加A/D转换器，系统的体积、功耗和传输延时都不能满足现今小波变换向微型化、低功耗和低成本发展的趋势，从而阻碍了小波变换的实用化进程。基于模拟信号处理系统在实时性和功耗等方面优于数字信号处理系统的特点，采用模拟电路实现小波变换成为国内外学者关注的焦点。在模拟集成电路设计中，电流模电路以其电源压低、功耗小、频带宽和动态范围大等优点成为主流技术。其中，以开关电流技术为代表的模拟取样数据信号处理电路备受人们的重视。开关电流电路的时间常数只与元件参数的比值和时钟频率有关，所以，电路的精度可以达到很高。另外，电路的膨胀系数可以通过调节时钟频率精确获得，且电路中不需要线性浮置电容，与标准CMOS工艺完全兼容。因此，采用开关电流技术实现低压、低功耗和多尺度集成小波变换电路具有显著的优势。目前，采用模拟滤波器实现小波变换是主要方法，其研究主要集中在三个方面：(1)小波函数的有理逼近；(2)模拟小波滤波器结构设计；(3)模拟小波滤波器电路设计。近年来，尽管国内外学者在这些方面进行了一些研究，但仍存在以下不足：首先，小波函数的逼近法主要采用Padé频域法和L2时域法。这些逼近法在精度、稳定性和收敛性方面表现不理想；其次，滤波器结构主要采用级联结构或梯形结构，其灵敏度高，电路结构复杂；最后，滤波器电路主要采用同相积分器设计，以反相积分器或反相微分器以及多输出电流镜电路为基本单元的设计鲜有报道。针对上述问题，本文将小波变换理论与开关电流技术相结合，对小波变换的开关电流滤波器实现原理和方法以及应用进行了深入研究。系统地提出了开关电流小波变换电路设计的方法和步骤以及对已有方法的改进，并以实际应用为例，验证了所提方法的可行性。本文的主要研究工作包括以下几个方面：1.分析了小波变换的模拟滤波器实现原理，并系统地归纳了其实现方案和具体步骤，为模拟小波变换电路综合提供了清晰地设计思路和实施步骤，并针对小波变换的开关电流滤波器实现作了具体地分析。2.研究了小波函数的时域和频域逼近方法。根据线性系统理论，推导和构建了时域小波函数的通用逼近模型，并采用差分进化算法对小波逼近函数模型进行优化求解。该时域逼近法适合任意类型的小波函数，具有通用性强、逼近精度高和稳定性好的优点；提出了基于函数链神经网络和频域函数拟合的小波频域函数逼近法。其中，函数链神经网络逼近法能够获得简单的频域小波函数，可实现精简结构的小波滤波器。频域函数拟合法具有逼近精度高、求解过程简单等特点。仿真实验结果验证了所提方法的有效性，丰富和发展了小波函数的时、频域逼近方法。3.以小波函数逼近方法为基础，分析了复小波函数的逼近原理和逼近方案，提出了基于改进差分进化算法和多目标优化策略的复小波逼近方法。为了简化逼近网络结构，着重分析了复小波函数的共极点逼近方法。实验结果验证了所提出的复小波函数逼近方法具有逼近精度高，逼近网络简单的特点。4.研究了离散时间滤波器的多环反馈结构设计方法。提出了基于开关电流反相积分器和反相微分器以及多输出电流镜为基本结构单元的开关电流小波滤波器多环反馈FLF结构和IFLF结构，并给出了结构中各参数的计算方法。设计的多环反馈结构开关电流滤波器具有电路结构简单、灵敏度低和实现灵活性的优点，特别适合于高阶开关电流小波滤波器实现。5.研究了开关电流小波滤波器实现。首先，提出了基于开关电流反相积分器和多输出电流镜为基本单元的精简FLF开关电流小波滤波器设计方法。采用基于神经网络的小波函数频域逼近法，获得简单的滤波器传递函数，再利用FLF结构开关电流滤波器实现该逼近网络。其次，提出了基于开关电流反相微分器和电流镜电路的IFLF开关电流小波滤波器设计方法。采用改进差分进化算法求得滤波器传递函数，并采用电流镜电路实现该滤波器中的权重系数。再次，以复小波函数的共极点逼近法为基础，提出了共享结构开关电流复小波滤波器设计方法。仿真实验结果表明，提出的开关电流小波滤波器实现方法具有网络结构简单、灵敏度低、灵活性强和参数求解容易等优点。6.对开关电流小波变换电路在心电图检测中的应用进行了研究。提出了基于开关电流小波变换电路的QRS波检测方法。根据小波变换检测心电图的原理，设计了基于开关电流小波变换电路的QRS波检测方案，并对用于检测的开关电流小波变换电路和模极大值电路进行了设计。实验结果表明，该方法的检测结果与软件检测方式结果相近，特别适合于低功耗、微型化和高速的心电图检测应用领域。