●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概率密度函數10
2.2.2統計平均11
2.2.3平穩隨機過程的自相關函數14
2.2.4平穩隨機過程的互相關函數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隨機過程通過線性繫統22
2.4.1確定信號通過線性時不變
繫統23
2.4.2平穩隨機過程通過線性時不
變繫統23
2.5隨機過程通過非線性繫統簡介26
2.6噪聲帶寬27
2.7額定功率和額定功率增益30
思考題與習題31
第3章電路和繫統中的噪聲33
3.1電子繫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噪聲繫數42
3.2.4很好源電阻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繫數47
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
3.3.5二極管的噪聲51
3.3.6雙極型晶體管的噪聲53
3.3.7場效應晶體管的噪聲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.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屏蔽與接地88
4.3.1屏蔽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噪聲帶寬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相關函數105
5.1.1能量信號與功率信號105
5.1.2相關函數的概念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數112
5.3.1相關器的數學解112
5.3.2相關器的傳輸函數及性能114
5.3.3相關器的等效噪聲帶寬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頻率響應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多點取樣積分器繫統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雪崩光敏二極管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
