微弱信號檢測

定　價：￥35.00

作　者：	高晉占
出版社：	清華大學出版社
叢編項：	新編信息控制與系統(tǒng)系列教材
標　簽：	通信技術(shù)理論與基礎(chǔ)

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ISBN：	9787302098171	出版時間：	2004-11-01	包裝：	簡裝本
開本：	16開	頁數(shù)：	320	字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　微弱信號是淹沒在噪聲中的信號、微弱信號檢測的主要目的是提高信噪比。本書研究噪聲的來源和統(tǒng)計特性，分析噪聲產(chǎn)生的原因和規(guī)律，運用電子學和信號處理方法檢測被噪聲覆蓋的微弱信號，并介紹幾種行之有效的微弱信號檢測方法和技術(shù)。全書共分7章，主要內(nèi)容有：微弱信號檢測與隨機噪聲，放大器的噪聲源和噪聲特性、干擾噪聲及其抑制、鎖定放大、取樣積分與數(shù)字式平均、相關(guān)檢測、自適應(yīng)噪聲抵消。本書可作為自動化、電子工程、物理、化學、生物醫(yī)學工程、測試技術(shù)與儀器等專業(yè)的研究生和高年級本科生教材，也可供有關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員自學和參考。本書前言信息時代需要獲取信息，許多科學研究和工程技術(shù)的信息需要用檢測的方法來獲取。當被測信號非常微弱時，易被噪聲淹沒，對它們的檢測往往變得十分困難。微弱信號檢測就是利用近代電子學和信號處理方法從噪聲中提取有用信號的一門新興技術(shù)學科。微弱信號檢測技術(shù)在許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，例如物理學、化學、電化學、生物醫(yī)學、天文學、地學、磁學等。微弱信號檢測所針對的檢測對象，是用常規(guī)和傳統(tǒng)方法不能檢測到的微弱量，例如弱光、弱磁、弱聲、小位移、微流量、微振動、微溫差、微壓差以及微電導(dǎo)、微電流等。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，對微弱信號進行檢測的需要日益迫切，可以說，微弱信號檢測是發(fā)展高新技術(shù)，探索及發(fā)現(xiàn)新的自然規(guī)律的重要手段，對推動相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。前言“微弱信號”不只意味著信號的幅度很小，而主要指的是被噪聲淹沒的信號，“微弱”是相對于噪聲而言的。只有在有效地抑制噪聲的條件下放大微弱信號的幅度，才能提取出有用信號。因此，微弱信號檢測是一門專門針對噪聲的技術(shù)，其主要任務(wù)是提高信噪比。為了從噪聲中提取出有用的信號，就需要研究噪聲的來源和性質(zhì)，分析噪聲產(chǎn)生的原因和規(guī)律，以及噪聲的傳播途徑，有針對性地采取有效措施抑制噪聲，研究被測信號和噪聲的統(tǒng)計特性及其差別，以尋找出從背景噪聲中檢測出有用信號的理論和方法。本書分為7章。第1章介紹隨機噪聲的統(tǒng)計特性，這是后續(xù)各章的理論基礎(chǔ)。第2章介紹電路內(nèi)部固有噪聲源及其特性，對各種有源器件的噪聲性能進行分析，并闡述低噪聲放大器設(shè)計中需要考慮的幾個問題。第3章介紹干擾噪聲的來源、特點及各種耦合途徑，并詳細介紹屏蔽和接地對于各種干擾噪聲的抑制作用，以及其他一些常用的抗干擾措施和微弱信號檢測電路設(shè)計原則。經(jīng)過多年的研究和實踐，科技工作者提出和發(fā)展了一些從噪聲中提取微弱信號的有效方法和技術(shù)，包括鎖定放大、取樣積分、相關(guān)檢測、自適應(yīng)噪聲抵消等。本書第4章到第7章分別介紹這些方法的理論基礎(chǔ)、設(shè)計實現(xiàn)以及一些應(yīng)用實例。微弱信號檢測技術(shù)仍在持續(xù)發(fā)展，新的研究成果不斷涌現(xiàn)。例如，基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波變換、混沌理論的微弱信號檢測理論和方法都已經(jīng)取得可喜的進展，限于篇幅本書不予介紹。本書可用作自動化、電子工程、物理、生物醫(yī)學工程、測試技術(shù)與儀器等專業(yè)的研究生和高年級本科生教材，也可供涉及電子噪聲、低噪聲設(shè)計、電磁兼容性、微弱信號檢測的工程技術(shù)人員參考。由于作者水平有限，書中難免存在缺點和錯誤，殷切希望廣大讀者批評指正。

作者簡介

　　高晉步，副教授，清華大學工學博士。1970年畢業(yè)于清人結(jié)大學并留校任教，1979-1982年被教育部選派到荷蘭Delft大學電機系這習。現(xiàn)任九三學社北京市委高教委員會副主任。多次承擔國家自我科學基金項目及七五、八五科技攻關(guān)項目的研究工作，在多相流檢測與微弱信號檢測領(lǐng)域達到先進水平。在國內(nèi)外學術(shù)刊物上發(fā)表論文多篇。曾在《智能儀器設(shè)計基礎(chǔ)》和《微型機應(yīng)用》等書中編寫部分章節(jié)，翻譯著作2部。

圖書目錄

本書常用符號
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)
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
1. 4. 2 限帶白噪聲
1. 4. 3 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
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 1／f噪聲
2. 1. 4 爆裂噪聲
2. 2 放大器的噪聲系數(shù)
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. 3 放大器的噪聲性能分析
2. 3. 1 放大器的噪聲模型
2. 3. 2 放大器的噪聲特性
2. 4 二極管和雙極型晶體管的噪聲特性
2. 4. 1 半導(dǎo)體二極管的噪聲模型
2. 4. 2 雙極型晶體管的噪聲模型
2. 4. 3 雙極型晶體管的等效輸入噪聲
2. 4. 4 雙極型晶體管的噪聲因數(shù)頻率分布
2. 5 場效應(yīng)管的噪聲特性
2. 5. 1 場效應(yīng)管的內(nèi)部噪聲源
2. 5. 2 場效應(yīng)管的噪聲等效電路與噪聲特性
2. 6 運算放大器的噪聲特性
2. 6. 1 運算放大器的等效輸入噪聲模型
2. 6. 2 運算放大器的噪聲性能計算
2. 7 低噪聲放大器設(shè)計
2. 7. 1 有源器件的選擇
2. 7. 2 偏置電路與直流工作點選擇
2. 7. 3 噪聲匹配
2. 7. 4 反饋電路
2. 7. 5 高頻低噪聲放大器設(shè)計考慮
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(dǎo)耦合與公共阻抗耦合
3. 2. 2 電源耦合
3. 2. 3 電場耦合
3. 2. 4 磁場耦合
3. 2. 5 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
3. 4 屏蔽電纜的接地
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. 4. 4 屏蔽層接地點的選擇
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. 6 其他噪聲抑制技術(shù)
3. 6. 1 隔離
3. 6. 2 縱向扼流變壓器
3. 6. 3 信號線和電源線濾波
第4章鎖定放大
4. 1 概述
4. 1. 1 鎖定放大器中的頻譜遷移
4. 1. 2 鎖定放大器的工作原理
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
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. 3. 4 微機化數(shù)字式相敏檢測器
4. 4 旋轉(zhuǎn)電容濾波及其在鎖定放大器中的應(yīng)用
4. 4. 1 旋轉(zhuǎn)電容濾波器的工作原理
4. 4. 2 旋轉(zhuǎn)電容濾波器的性能
4. 4. 3 基于旋轉(zhuǎn)電容濾波器的同步外差鎖定放大器
4. 5 鎖定放大器的性能指標與動態(tài)協(xié)調(diào)
4. 5. 1 鎖定放大器的主要性能指標
4. 5. 2 動態(tài)范圍與頻率的關(guān)系
4. 5. 3 動態(tài)協(xié)調(diào)
4. 6 鎖定放大器應(yīng)用
4. 6. 1 阻抗微小變化的測量
4. 6. 2 放大器噪聲系數(shù)測量
4. 6. 3 其他應(yīng)用
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)式門積分器電路頻域分析
5. 2. 3 指數(shù)式門積分器的輸出特性
5. 2. 4 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)字式平均的頻域描述
5. 5. 4 數(shù)字式平均算法
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. 3. 4 其他相關(guān)算法
6. 4 相關(guān)函數(shù)峰點跟蹤
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 運動速度及流速測量
6. 5. 5 系統(tǒng)辨識
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 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 最陡下降法
7. 2. 1 最陡下降法的遞推公式
7. 2. 2 最陡下降法的性能分析
7. 3 最小均方算法
7. 3. 1 最小均方算法的原理
7. 3. 2 最小均方算法的性能分析
7. 4 其他自適應(yīng)算法
7. 4. 1 歸一化最小均方算法
7. 4. 2 最小均方符號算法
7. 5 自適應(yīng)濾波器應(yīng)用
7. 5. 1 消除心電圖的工頻干擾
7. 5. 2 胎兒心電圖檢測
7. 5. 3 渦街流量檢測中機械振動噪聲的抑制
7. 5. 4 窄帶信號和寬帶信號的分離
7. 5. 5 自適應(yīng)回聲抵消
附錄A 常用常數(shù)
附錄B 線性二端口網(wǎng)絡(luò)的噪聲模型
參考文獻