微弱信号检测

第1章 微弱信号检测与随机噪声

1.1 微弱信号检测概述

1.2 常规小信号检测方法

1.2.1 滤波

1.2.2 调制放大与解调

1.2.3 零位法

1.2.4 反馈补偿法

1.3 随机噪声及其统计特征

1.3.1 随机噪声的概率密度函数

1.3.2 随机噪声的均值、方差和均方值

1.3.3 随机噪声的相关函数与协方差函数

1.3.4 随机噪声的功率谱密度函数

1.4 常见随机噪声

1.4.1 白噪声与有色噪声

1.4.2 窄带噪声

1.5 随机噪声通过电路系统的响应

1.5.1 随机噪声通过线性系统的响应

1.5.2 非平稳随机噪声通过线性系统的响应

1.5.3 随机噪声通过非线性系统的响应

1.6 等效噪声带宽

1.6.1 等效噪声带宽的定义

1.6.2 等效噪声带宽的计算方法

第2章 放大器的噪声源和噪声特性

2.1 电子系统内部的固有噪声源

2.1.1 电阻的热噪声

2.1.2 PN结的散弹噪声

2.1.3 1／f噪声

2.1.4 爆裂噪声

2.2 放大器的噪声指标与噪声特性

2.2.1 噪声系数和噪声因数

2.2.2 级联放大器的噪声系数

2.2.3 放大器的噪声模型

2.2.4 放大器的噪声特性

2.3 二极管和双极型晶体管的噪声特性

2.3.1 半导体二极管的噪声模型

2.3.2 双极型晶体管的噪声模型

2.3.3 双极型晶体管的等效输入噪声

2.3.4 双极型晶体管的噪声因数频率分布

2.4 场效应管的噪声特性

2.4.1 场效应管的内部噪声源

2.4.2 场效应管的噪声等效电路与噪声特性

2.5 运算放大器的噪声特性

2.5.1 运算放大器的等效输入噪声模型

2.5.2 运算放大器的噪声性能计算

2.6 低噪声放大器设计

2.6.1 有源器件的选择

2.6.2 偏置电路与直流工作点选择

2.6.3 噪声匹配

2.6.4 反馈电路对噪声特性的影响

2.6.5 高频低噪声放大器设计考虑

2.7 噪声特性测量

2.7.1 噪声功率和有效值测量

2.7.2 噪声功率谱密度测量

2.7.3 噪声系数测量

2.7.4 其他噪声特性的测量和计算

第3章 干扰噪声及其抑制

3.1 环境干扰噪声

3.1.1 干扰噪声源

3.1.2 干扰噪声的频谱分布

3.2 干扰耦合途径

3.2.1 传导耦合

3.2.2 电场耦合

……

第4章 锁定放大

第5章 取样积分与数字式平均

第6章 相关检测

第7章 自适应噪声抵消

附录A 常用常数

附录B 线性二端口网络的噪声模型

附录C 磁场薄屏蔽层中的多次反射

参考文献

微弱信号检测是发展高新技术、探索及发现新的自然规律的重要手段，对推动很多领域的发展具有重要的应用价值。对于淹没在强背景噪声中的微弱信号，运用电子学和近代信号处理手段抑制噪声，进而从噪声中提取和恢复有用的微弱信号，是本书的主要内容。本书涉及利用随机噪声理论分析和解释电子系统内部噪声和外部干扰噪声的产生和传播问题，并详细介绍各种不同噪声的抑制方法，以及锁相放大、取样积分、相关检测、自适应降噪等应用技术。本书可作为自动化、电子工程、物理、化学、生物医学工程、核技术、测试技术与仪器等专业的研究生和高年级本科生的教材，也可供涉及电子噪声、低噪声设计、电磁兼容性、微弱信号检测的工程技术人员参考。

本书所讲述的微弱信号检测是利用近代电子学和信号处理方法从噪声中提取有用信号的一门新兴的技术学科。