微弱信號檢測

定　價：￥35.00

作　者：	高晉占
出版社：	清華大學(xué)出版社
叢編項(xiàng)：	新編信息控制與系統(tǒng)系列教材
標(biāo)　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?jǐn)?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(jì)特性，分析噪聲產(chǎn)生的原因和規(guī)律，運(yùn)用電子學(xué)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(jī)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(xué)、生物醫(yī)學(xué)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(xué)和參考。本書前言信息時代需要獲取信息，許多科學(xué)研究和工程技術(shù)的信息需要用檢測的方法來獲取。當(dāng)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(xué)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(xué)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(xué)、化學(xué)、電化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)、磁學(xué)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(xué)技術(shù)的發(fā)展，對微弱信號進(jìn)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(jì)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(jī)噪聲的統(tǒng)計(jì)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(jìn)行分析，并闡述低噪聲放大器設(shè)計(jì)中需要考慮的幾個問題。第3章介紹干擾噪聲的來源、特點(diǎn)及各種耦合途徑，并詳細(xì)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(jì)原則。經(jīng)過多年的研究和實(shí)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(jì)實(shí)現(xiàn)以及一些應(yīng)用實(shí)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(jìn)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(xué)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(jì)、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(diǎn)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(xué)工學(xué)博士。1970年畢業(yè)于清人結(jié)大學(xué)并留校任教，1979-1982年被教育部選派到荷蘭Delft大學(xué)電機(jī)系這習(xí)?，F(xiàn)任九三學(xué)社北京市委高教委員會副主任。多次承擔(dān)國家自我科學(xué)基金項(xiàng)目及七五、八五科技攻關(guān)項(xiàng)目的研究工作，在多相流檢測與微弱信號檢測領(lǐng)域達(dá)到先進(jìn)水平。在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文多篇。曾在《智能儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》和《微型機(jī)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(jī)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(bǔ)償法
1. 3 隨機(jī)噪聲及其統(tǒng)計(jì)特征
1. 3. 1 隨機(jī)噪聲的概率密度函數(shù)
1. 3. 2 隨機(jī)噪聲的均值. 方差和均方值
1. 3. 3 隨機(jī)噪聲的相關(guān)函數(shù)
1. 3. 4 隨機(jī)噪聲的功率譜密度函數(shù)
1. 4 常見隨機(jī)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(jī)噪聲通過電路系統(tǒng)的響應(yīng)
1. 5. 1 隨機(jī)噪聲通過線性系統(tǒng)的響應(yīng)
1. 5. 2 非平穩(wěn)隨機(jī)噪聲通過線性系統(tǒng)的響應(yīng)
1. 5. 3 隨機(jī)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(jì)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(yùn)算放大器的噪聲特性
2. 6. 1 運(yùn)算放大器的等效輸入噪聲模型
2. 6. 2 運(yùn)算放大器的噪聲性能計(jì)算
2. 7 低噪聲放大器設(shè)計(jì)
2. 7. 1 有源器件的選擇
2. 7. 2 偏置電路與直流工作點(diǎn)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(jì)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(diǎn)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(jī)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(biāo)與動態(tài)協(xié)調(diào)
4. 5. 1 鎖定放大器的主要性能指標(biāo)
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(diǎn)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(diǎn)取樣積分器系統(tǒng)
5. 4. 4 取樣積分器應(yīng)用實(shí)例
5. 5 數(shù)字式平均
5. 5. 1 數(shù)字式平均的原理及實(shí)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(shí)際運(yùn)算及誤差分析
6. 2. 1 相關(guān)函數(shù)的實(shí)際運(yùn)算
6. 2. 2 運(yùn)算誤差分析
6. 3 相關(guān)函數(shù)算法及實(shí)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(diǎn)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(yùn)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(jī)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(xiàn)