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第1章 绪论 1

1.1 微弱信号检测基础知识 1

1.1.1 噪声与干扰 1

1.1.2 信噪比与信噪改善比 2

1.1.3 微弱信号检测的含义与特点 3

1.2 微弱信号检测方法 4

1.2.1 微弱信号检测的基本方法 4

1.2.2 微弱信号检测的新方法 5

1.3 本书主要内容 7

思考题与习题 7

第2章 随机信号与噪声基础 8

2.1 确定信号与随机信号 8

2.1.1 确定信号 8

2.1.2 随机信号 9

2.2 随机信号的统计特性 10

2.2.1 概率密度函数 10

2.2.2 统计平均 11

2.2.3 平稳随机过程的自相关函数 14

2.2.4 平稳随机过程的互相关函数 15

2.2.5 平稳随机过程的功率谱密度 17

2.3 常见随机噪声及特性 19

2.3.1 高斯噪声 19

2.3.2 白噪声、高斯白噪声和限带白噪声 20

2.3.3 有色噪声 22

2.4 随机过程通过线性系统 22

2.4.1 确定信号通过线性时不变系统 23

2.4.2 平稳随机过程通过线性时不变系统 23

2.5 随机过程通过非线性系统简介 26

2.6 噪声带宽… 27

2.7 额定功率和额定功率增益 30

思考题与习题 31

第3章 电路和系统中的噪声 33

3.1 电子系统内部的固有噪声源 33

3.1.1 热噪声 33

3.1.2 散粒噪声 37

3.1.3 闪烁噪声 38

3.1.4 其他噪声 39

3.2 噪声指标 40

3.2.1 放大器的噪声模型 40

3.2.2 等效输入噪声 41

3.2.3 噪声系数 42

3.2.4 最佳源电阻 45

3.2.5 噪声温度 45

3.2.6 放大器的极限灵敏度 46

3.2.7 多级放大电路的噪声系数 47

3.3 元器件的噪声 48

3.3.1 电阻的噪声 48

3.3.2 电容的噪声 50

3.3.3 电感的噪声 50

3.3.4 变压器的噪声 51

3.3.5 二极管的噪声 51

3.3.6 双极型晶体管的噪声 53

3.3.7 场效应晶体管的噪声 59

3.3.8 运算放大器的噪声 63

3.3.9 自归零放大器的噪声特性 66

3.3.10 模-数转换器的噪声特性 68

思考题与习题 72

第4章 低噪声电路的分析与设计 75

4.1 噪声电路的分析与计算 75

4.1.1 计算过程 75

4.1.2 差分运算放大器电路噪声计算 76

4.1.3 反相和同相运算放大器电路噪声计算 77

4.2 低噪声电子电路的设计 79

4.2.1 设计原则与步骤 79

4.2.2 元器件的选择 79

4.2.3 同相放大与反相放大的选择 83

4.2.4 负反馈对噪声性能的影响 83

4.2.5 工作点的选择 85

4.2.6 噪声匹配 86

4.3 屏蔽与接地 88

4.3.1 屏蔽 88

4.3.2 接地 93

4.4 噪声的测量 98

4.4.1 噪声测量仪器 98

4.4.2 正弦波法 102

4.4.3 噪声发生器法 102

4.4.4 噪声带宽Bn的测量 103

思考题与习题 103

第5章 相关检测与锁定放大 105

5.1 相关函数 105

5.1.1 能量信号与功率信号 105

5.1.2 相关函数的概念 106

5.2 相关检测 107

5.2.1 自相关法 107

5.2.2 互相关法 108

5.2.3 自相关检测法中信噪比的计算 109

5.2.4 互相关检测法中信噪比的计算 111

5.3 相关器概念及其传输函数 112

5.3.1 相关器的数学解 112

5.3.2 相关器的传输函数及性能 114

5.3.3 相关器的等效噪声带宽 117

5.4 典型相关器电路 118

5.5 锁定放大器 119

5.5.1 锁定放大器的基本原理 120

5.5.2 锁定放大器的主要性能 121

5.5.3 锁定放大器的主要技术指标 123

5.5.4 锁定放大器的动态范围 126

5.5.5 双相锁定放大器 132

5.5.6 数字锁定放大器 134

思考题与习题 136

第6章 取样积分器与数字多点平均器 138

6.1 取样过程、取样定理与取样积分 138

6.1.1 取样的物理过程 139

6.1.2 取样定理 139

6.1.3 取样积分的基本原理 140

6.2 Boxcar积分器 141

6.2.1 工作原理 141

6.2.2 信噪比的改善 142

6.2.3 频率响应 143

6.2.4 参数选择 143

6.3 几种典型的取样积分器 146

6.3.1 具有基线取样补偿的取样积分器 146

6.3.2 双通道取样积分器 147

6.3.3 多点取样积分器系统 148

6.4 数字多点平均器 148

思考题与习题 153

第7章 匹配滤波器 154

7.1 白噪声背景下的匹配滤波器 154

7.2 色噪声背景下确知信号的匹配滤波器 159

7.3 信号波形未知时构造匹配滤波器的方法 161

7.3.1 用相干平均方法提取未知确定性信号波形 161

7.3.2 有用信号有一定随机性时的匹配滤波处理 163

思考题与习题 163

第8章 光子计数技术 165

8.1 光子计数原理概述 165

8.1.1 光子流量和光流强度 165

8.1.2 光子发射的泊松分布 166

8.1.3 光电子脉冲堆积效应 167

8.1.4 光子计数原理框图 167

8.2 常用单光子探测器 167

8.2.1 光电倍增管 167

8.2.2 雪崩光敏二极管 173

8.3 放大器-甄别器 174

8.3.1 放大器 174

8.3.2 甄别器 175

8.4 光子计数器的自动背景扣除测量法 176

8.5 光子计数器的信噪比 177

8.5.1 量子效率和SNR 177

8.5.2 斩波条件下的SNR 178

思考题与习题 178

参考文献 179