微弱信號檢測教程

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
習題
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 l/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 運算放大器的噪聲特性
2.3.1 運算放大器的等效輸入噪聲模型
2.3.2 運算放大器噪聲性能計算
2.4 低噪聲放大器設(shè)計
2.4.1 有源器件的選擇
2.4.2 偏置電路與直流工作點選擇
2.4.3 噪聲匹配
2.4.4 反饋電路對噪聲特性的影響
2.4.5 高頻低噪聲放大器設(shè)計考慮
2.5 噪聲特性測量
2.5.1 噪聲功率和有效值測量
2.5.2 噪聲功率譜密度測量
2.5.3 噪聲系數(shù)測量
2.5.4 二端口等效輸入噪聲測量
2.5.5 其他噪聲特性的測量
2.5.6 噪聲發(fā)生器
習題
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
3.2.3 磁場耦合
3.2.4 電磁輻射耦合
3.3 屏蔽
3.3.1 場傳播與波阻抗
3.3.2 屏蔽層的吸收損耗
3.3.3 屏蔽層的反射損耗
3.3.4 屏蔽效果分析
3.4 電纜屏蔽層接地
3.4.1 電纜屏蔽層和芯線之間的耦合
3.4.2 電纜屏蔽層接地抑制電場耦合噪聲
3.4.3 電纜屏蔽層接地抑制磁場耦合噪聲
3.5 電路接地
3.5.1 電路的接地方式
3.5.2 放大器輸入信號回路接地
3.5.3 防護屏蔽
3.6 其他噪聲抑制技術(shù)
3.6.1 隔離
3.6.2 共模扼流圈
3.6.3 信號線和電源線的抗干擾措施
習題
第4章 鎖定放大
4.1 概述
4.2 相敏檢測
4.2.1 模擬乘法器型相敏檢測器
4.2.2 電子開關(guān)型相敏檢測器
4.3 鎖定放大器的組成與部件
4.3.1 鎖定放大器的基本組成與部件
4.3.2 正交矢量型鎖定放大器
4.3.3 外差式鎖定放大器
4.4 鎖定放大器的性能指標與動態(tài)協(xié)調(diào)
4.4.1 鎖定放大器的主要性能指標
4.4.2 動態(tài)范圍與動態(tài)協(xié)調(diào)
4.5 鎖定放大器應(yīng)用
4.5.1 阻抗測量
4.5.2 放大器噪聲系數(shù)測量
4.5.3 其他應(yīng)用
習題
第5章 取樣積分與數(shù)字式平均
5.1 取樣積分的基本原理
5.1.1 線性門積分
5.1.2 指數(shù)式門積分
5.2 指數(shù)式門積分器分析
5.2.1 取樣過程頻域分析
5.2.2 指數(shù)式門積分器的輸出特性
5.2.3 指數(shù)式門積分的信噪改善比
5.3 取樣積分器的工作方式
5.3.1 定點工作方式
5.3.2 掃描工作方式
5.4 取樣積分器的參數(shù)選擇及應(yīng)用
5.4.1 取樣積分器的參數(shù)選擇
5.4.2 基線取樣與雙通道取樣積分器
5.4.3 多點取樣積分器系統(tǒng)
5.4.4 取樣積分器應(yīng)用實例
5.5 數(shù)字式平均
5.5.1 數(shù)字式平均的原理及實現(xiàn)
5.5.2 數(shù)字式平均的信噪改善比
5.5.3 數(shù)字式平均的頻域分析
5.5.4 數(shù)字式平均算法
習題
第6章 相關(guān)檢測
6.1 概述
6.2 相關(guān)函數(shù)的實際運算及誤差分析
6.2.1 相關(guān)函數(shù)的實際運算
6.2.2 運算誤差分析
6.3 相關(guān)函數(shù)算法及實現(xiàn)
6.3.1 遞推算法
6.3.2 繼電式相關(guān)算法
6.3.3 極性相關(guān)算法
6.4 相關(guān)函數(shù)峰點位置跟蹤
6.5 相關(guān)檢測應(yīng)用
6.5.1 噪聲中信號的恢復(fù)
6.5.2 延時測量
6.5.3 泄漏檢測
6.5.4 運動速度測量
6.5.5 流速測量
6.5.6 系統(tǒng)辨識
習題
第7章 自適應(yīng)噪聲抵消
7.1 自適應(yīng)噪聲抵消原理
7.1.1 簡述
7.1.2 基于 小MSE準則的自適應(yīng)噪聲抵消原理
7.1.3 自適應(yīng)FIR維納濾波器
7.2 陡下降法
7.2.1 陡下降法的遞推公式
7.2.2 陡下降法的性能分析
7.3 小均方算法
7.3.1 LMS算法的原理
7.3.2 LMS算法的