微弱信號檢測

內(nèi)容概要

　　微弱信號檢測是發(fā)展高新技術(shù)、探索及發(fā)現(xiàn)新的自然規(guī)律的重要手段，對推動很多領(lǐng)域的發(fā)展具有重要的應(yīng)用價值。對于淹沒在強背景噪聲中的微弱信號，運用電子學和近代信號處理手段抑制噪聲，進而從噪聲中提取和恢復有用的微弱信號，是《微弱信號檢測（第2版）》的主要內(nèi)容。《微弱信號檢測（第2版）》涉及利用隨機噪聲理論分析和解釋電子系統(tǒng)內(nèi)部噪聲和外部干擾噪聲的產(chǎn)生和傳播問題，并詳細介紹各種不同噪聲的抑制方法，以及鎖相放大、取樣積分、相關(guān)檢測、自適應(yīng)降噪等應(yīng)用技術(shù)?！段⑷跣盘枡z測（第2版）》可作為自動化、電子工程、物理、化學、生物醫(yī)學工程、核技術(shù)、測試技術(shù)與儀器等專業(yè)的研究生和高年級本科生的教材，也可供涉及電子噪聲、低噪聲設(shè)計、電磁兼容性、微弱信號檢測的工程技術(shù)人員參考。

作者簡介

　　高晉占，清華大學教授，工學博士。1970年畢業(yè)于清華大學并留校任教，1979-1982年由教育部選派到荷蘭Delft大學電機系學習。多次承擔國家自然科學基金項目及科技攻關(guān)項目的研究工作，在多相流檢測、微弱信號檢測以及智能儀表領(lǐng)域達到先進水平。在國內(nèi)外學術(shù)刊物上發(fā)表文章多篇。曾在“智能儀器設(shè)計基礎(chǔ)》、《數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控中的微機應(yīng)用》和《微型計算機應(yīng)用技術(shù)》等書中編寫部分章節(jié)，主編《注冊工程師執(zhí)業(yè)資格考試復習教程一公共基礎(chǔ)部分》。

書籍目錄

第1章 微弱信號檢測與隨機噪聲1.1 微弱信號檢測概述1.2 常規(guī)小信號檢測方法1.2.1 濾波1.2.2 調(diào)制放大與解調(diào)1.2.3 零位法1.2.4 反饋補償法1.3 隨機噪聲及其統(tǒng)計特征1.3.1 隨機噪聲的概率密度函數(shù)1.3.2 隨機噪聲的均值、方差和均方值1.3.3 隨機噪聲的相關(guān)函數(shù)與協(xié)方差函數(shù)1.3.4 隨機噪聲的功率譜密度函數(shù)1.4 常見隨機噪聲1.4.1 白噪聲與有色噪聲1.4.2 窄帶噪聲1.5 隨機噪聲通過電路系統(tǒng)的響應(yīng)1.5.1 隨機噪聲通過線性系統(tǒng)的響應(yīng)1.5.2 非平穩(wěn)隨機噪聲通過線性系統(tǒng)的響應(yīng)1.5.3 隨機噪聲通過非線性系統(tǒng)的響應(yīng)1.6 等效噪聲帶寬1.6.1 等效噪聲帶寬的定義1.6.2 等效噪聲帶寬的計算方法第2章 放大器的噪聲源和噪聲特性2.1 電子系統(tǒng)內(nèi)部的固有噪聲源2.1.1 電阻的熱噪聲2.1.2 PN結(jié)的散彈噪聲2.1.3 1／f噪聲2.1.4 爆裂噪聲2.2 放大器的噪聲指標與噪聲特性2.2.1 噪聲系數(shù)和噪聲因數(shù)2.2.2 級聯(lián)放大器的噪聲系數(shù)2.2.3 放大器的噪聲模型2.2.4 放大器的噪聲特性2.3 二極管和雙極型晶體管的噪聲特性2.3.1 半導體二極管的噪聲模型2.3.2 雙極型晶體管的噪聲模型2.3.3 雙極型晶體管的等效輸入噪聲2.3.4 雙極型晶體管的噪聲因數(shù)頻率分布2.4 場效應(yīng)管的噪聲特性2.4.1 場效應(yīng)管的內(nèi)部噪聲源2.4.2 場效應(yīng)管的噪聲等效電路與噪聲特性2.5 運算放大器的噪聲特性2.5.1 運算放大器的等效輸入噪聲模型2.5.2 運算放大器的噪聲性能計算2.6 低噪聲放大器設(shè)計2.6.1 有源器件的選擇2.6.2 偏置電路與直流工作點選擇2.6.3 噪聲匹配2.6.4 反饋電路對噪聲特性的影響2.6.5 高頻低噪聲放大器設(shè)計考慮2.7 噪聲特性測量2.7.1 噪聲功率和有效值測量2.7.2 噪聲功率譜密度測量2.7.3 噪聲系數(shù)測量2.7.4 其他噪聲特性的測量和計算第3章 干擾噪聲及其抑制3.1 環(huán)境干擾噪聲3.1.1 干擾噪聲源3.1.2 干擾噪聲的頻譜分布3.2 干擾耦合途徑3.2.1 傳導耦合3.2.2 電場耦合……第4章 鎖定放大第5章 取樣積分與數(shù)字式平均第6章 相關(guān)檢測第7章 自適應(yīng)噪聲抵消附錄A 常用常數(shù)附錄B 線性二端口網(wǎng)絡(luò)的噪聲模型附錄C 磁場薄屏蔽層中的多次反射參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第2章 放大器的噪聲源和噪聲特性　　對于電子噪聲，通常有兩種定義：一種是由于電荷載體的隨機運動所導致的電壓或電流的隨機波動，另一種是污染或干擾有用信號的不期望的信號。第二種噪聲定義的范圍更廣，它既包括電路內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲，也包括來自電路外部的干擾。這種疊加在有用信號上的外部干擾噪聲可能是隨機的，也可能是確定性的。本書將采用廣義的噪聲概念?！　∮山M成檢測電路的元件產(chǎn)生的內(nèi)部噪聲稱之為固有噪聲，它是由電荷載體的隨機運動所引起的。例如，散彈噪聲就是流過勢壘（如半導體PN結(jié)）的電流的隨機成分，它是由載流子隨機越過勢壘所引起的。熱力引起的載流子的隨機運動是熱噪聲的根源，其幅度取決于溫度，也與導體的電阻值有關(guān)，即使沒有電流流過導體，熱噪聲依然存在?！　”菊路治龊驼撌鲭娐穬?nèi)部的固有噪聲，第3章分析和論述外部干擾噪聲?！　?．1 電子系統(tǒng)內(nèi)部的固有噪聲源　　為了把微弱信號幅度放大到人們可以感知的幅度，必須使用放大器和其他電路對其進行處理。但是，電子系統(tǒng)內(nèi)部幾乎所有的器件本身往往就是噪聲源，在放大微弱信號的同時，這些噪聲源產(chǎn)生的噪聲同樣會被放大。即使電子系統(tǒng)外部的所有干擾噪聲都被有效地抑制掉，放大器也會輸出一定幅度的噪聲。在各種測試系統(tǒng)中，固有噪聲的大小決定了系統(tǒng)的分辨率和可檢測的最小信號幅度。電子系統(tǒng)內(nèi)部的固有噪聲具有隨機的性質(zhì)，其瞬時幅度不可預測，只能用概率和統(tǒng)計的方法來表述其大小和特征，例如用均方值、概率密度函數(shù)、功率譜密度函數(shù)等進行描述?！　￠L期以來，人們對電子系統(tǒng)內(nèi)部的固有噪聲進行了大量的理論分析和實驗研究，詳細介紹這些成果超出了本書的范圍，這里只是適當?shù)亟榻B固有噪聲源的特性，以便用于推演電路元件的噪聲模型，以及說明電路和系統(tǒng)中固有噪聲的分析方法?！　?hellip;…

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