微弱信號檢測技術(2014年機械工業出版社出版的圖書)

《微弱信號檢測技術》是2014年機械工業出版社出版的圖書，作者是劉國福、楊俊。

基本介紹

• 中文名：微弱信號檢測技術
• 作者： 劉國福、楊俊
• 出版時間：2014年 
• 出版社：機械工業出版社
• ISBN：9787111478904

內容簡介

本書主要講解噪聲產生的原因和規律、低噪聲電子電路的設計方法、微弱信號檢測的方法以及相應的理論基礎。全書內容共分8章，內容包括：微弱信號檢測的含義、特點、常用方法和發展狀況，隨機信號與噪聲基礎，電路和系統中的噪聲源及特性，低噪聲電路的分析與設計，相關檢測與鎖定放大，取樣積分器與數字多點平均器，匹配濾波器，光子計數技術等。

本書適合於儀器儀表類、機電類、自動化類、信息類等相關專業的高年級本科生和研究生以及工程技術人員參考。

圖書目錄

序

前言

第1章緒論1

1.1微弱信號檢測基礎知識1

1.1.1噪聲與干擾1

1.1.2信噪比與信噪改善比2

1.1.3微弱信號檢測的含義與特點3

1.2微弱信號檢測方法4

1.2.1微弱信號檢測的基本方法4

1.2.2微弱信號檢測的新方法5

1.3本書主要內容7

思考題與習題7

第2章隨機信號與噪聲基礎8

2.1確定信號與隨機信號8

2.1.1確定信號8

2.1.2隨機信號9

2.2隨機信號的統計特性10

2.2.1機率密度函式10

2.2.2統計平均11

2.2.3平穩隨機過程的自相關函式14

2.2.4平穩隨機過程的互相關函式15

2.2.5平穩隨機過程的功率譜密度17

2.3常見隨機噪聲及特性19

2.3.1高斯噪聲19

2.3.2白噪聲、高斯白噪聲和限帶

白噪聲20

2.3.3有色噪聲22

2.4隨機過程通過線性系統22

2.4.1確定信號通過線性時不變

系統23

2.4.2平穩隨機過程通過線性時不

變系統23

2.5隨機過程通過非線性系統簡介26

2.6噪聲頻寬27

2.7額定功率和額定功率增益30

思考題與習題31

第3章電路和系統中的噪聲33

3.1電子系統內部的固有噪聲源33

3.1.1熱噪聲33

3.1.2散粒噪聲37

3.1.3閃爍噪聲38

3.1.4其他噪聲39

3.2噪聲指標40

3.2.1放大器的噪聲模型40

3.2.2等效輸入噪聲41

3.2.3噪聲係數42

3.2.4最佳源電阻45

3.2.5噪聲溫度45

3.2.6放大器的極限靈敏度46

3.2.7多級放大電路的噪聲係數47

3.3元器件的噪聲48

3.3.1電阻的噪聲48

3.3.2電容的噪聲50

3.3.3電感的噪聲50

3.3.4變壓器的噪聲51

3.3.5二極體的噪聲51

3.3.6雙極型電晶體的噪聲53

3.3.7場效應電晶體的噪聲59

3.3.8運算放大器的噪聲63

3.3.9自歸零放大器的噪聲特性66

3.3.10模數轉換器的噪聲特性68

思考題與習題72

第4章低噪聲電路的分析與設計75

4.1噪聲電路的分析與計算75

4.1.1計算過程75

4.1.2差分運算放大器電路噪聲

計算76

4.1.3反相和同相運算放大器電路噪

聲計算77

4.2低噪聲電子電路的設計79

4.2.1設計原則與步驟79

4.2.2元器件的選擇79

4.2.3同相放大與反相放大的選擇83

4.2.4負反饋對噪聲性能的影響83

4.2.5工作點的選擇85

4.2.6噪聲匹配86

4.3禁止與接地88

4.3.1禁止88

4.3.2接地93

4.4噪聲的測量98

4.4.1噪聲測量儀器98

4.4.2正弦波法102

4.4.3噪聲發生器法102

4.4.4噪聲頻寬Bn的測量103

思考題與習題103

第5章相關檢測與鎖定放大105

5.1相關函式105

5.1.1能量信號與功率信號105

5.1.2相關函式的概念106

5.2相關檢測107

5.2.1自相關法107

5.2.2互相關法108

5.2.3自相關檢測法中信噪比的

計算109

5.2.4互相關檢測法中信噪比的

計算111

5.3相關器概念及其傳輸函式112

5.3.1相關器的數學解112

5.3.2相關器的傳輸函式及性能114

5.3.3相關器的等效噪聲頻寬117

5.4典型相關器電路118

5.5鎖定放大器119

5.5.1鎖定放大器的基本原理120

5.5.2鎖定放大器的主要性能121

5.5.3鎖定放大器的主要技術指標123

5.5.4鎖定放大器的動態範圍126

5.5.5雙相鎖定放大器132

5.5.6數字鎖定放大器134

思考題與習題136

第6章取樣積分器與數字多點平

均器138

6.1取樣過程、取樣定理與取樣積分138

6.1.1取樣的物理過程139

6.1.2取樣定理139

6.1.3取樣積分的基本原理140

6.2Boxcar積分器141

6.2.1工作原理141

6.2.2信噪比的改善142

6.2.3頻率回響143

6.2.4參數選擇143

6.3幾種典型的取樣積分器146

6.3.1具有基線取樣補償的取樣積

分器146

6.3.2雙通道取樣積分器147

6.3.3多點取樣積分器系統148

6.4數字多點平均器148

思考題與習題153

第7章匹配濾波器154

7.1白噪聲背景下的匹配濾波器154

7.2色噪聲背景下確知信號的匹配濾

波器159

7.3信號波形未知時構造匹配濾波器

的方法161

7.3.1用相干平均方法提取未知確

定性信號波形161

7.3.2有用信號有一定隨機性時的

匹配濾波處理163

思考題與習題163

第8章光子計數技術165

8.1光子計數原理概述165

8.1.1光子流量和光流強度165

8.1.2光子發射的泊松分布166

8.1.3光電子脈衝堆積效應167

8.1.4光子計數原理框圖167

8.2常用單光子探測器167

8.2.1光電倍增管167

8.2.2雪崩光敏二極體173

8.3放大器甄別器174

8.3.1放大器174

8.3.2甄別器175

8.4光子計數器的自動背景扣除測

量法176

8.5光子計數器的信噪比177

8.5.1量子效率和SNR177

8.5.2斬波條件下的SNR178

思考題與習題178

參考文獻179