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第1章 绪论1

1.1 干扰、噪声的概念2

1.1.1 干扰和噪声2

1.1.2 随机噪声的功率谱密度及噪声分类4

1.1.3 相关函数及随机噪声的相关函数5

1.1.4 等效噪声带宽8

1.2 微弱信号检测10

1.2.1 微弱信号检测的概念10

1.2.2 微弱信号检测的意义和目的10

1.2.3 微弱信号检测的内容11

1.2.4 常规小信号检测方法与微弱信号检测的基本方法12

1.3 信噪比、信噪改善比、噪声系数和噪声因数22

1.3.1 信噪比和信噪改善比22

1.3.2 噪声系数和噪声因数23

思考和练习24

第2章 低噪声前置放大与屏蔽、接地技术25

2.1 电子元器件的噪声26

2.1.1 电阻的噪声26

2.1.2 电容器的噪声28

2.1.3 变压器的噪声30

2.1.4 双极型晶体管的噪声30

2.1.5 场效应管的噪声34

2.2 低噪声前置放大技术35

2.2.1 低噪声前置放大器的等效噪声模型36

2.2.2 低噪声前置放大器的设计37

2.3 微弱信号检测系统屏蔽与接地技术46

2.3.1 干扰噪声源46

2.3.2 电容性耦合与屏蔽52

2.3.3 电感性耦合与屏蔽53

2.3.4 接地方式55

2.3.5 系统的地回路电流59

2.3.6 切断或减小地回路电流的几种方法60

思考和练习67

第3章 周期性微弱信号检测方法68

3.1 同步积分器69

3.1.1 同步积分器的原理69

3.1.2 同步积分器的性能73

3.1.3 同步积分器的两节串联76

3.1.4 同步积分器的等效噪声带宽77

3.1.5 实用同步积分器电路78

3.2 旋转电容滤波器80

3.2.1 旋转电容滤波器的原理81

3.2.2 旋转电容滤波器的性能83

3.2.3 旋转电容滤波器的等效噪声带宽84

3.2.4 实用旋转电容滤波器电路84

3.3 相关器85

3.3.1 相关器的原理86

3.3.2 相关器的性能87

3.3.3 相关器的等效噪声带宽90

3.4 数字式相关器91

3.4.1 相关器的种类及数字式相关器的系统组成91

3.4.2 数字式相关函数的实际运算92

3.4.3 数字式相关函数的实现94

3.4.4 数字式相关函数的误差分析101

3.5 应用实例——编码地震提高地震探测能力101

3.5.1 编码地震基本原理101

3.5.2 编码地震实验系统实现方法102

3.5.3 信号和噪声特征分析103

3.5.4 数据相关分析结果104

3.5.5 结论106

思考和练习106

第4章 取样积分器、多点信号平均器、锁定放大器的基本检测原理及其应用107

4.1 门积分电路108

4.1.1 门积分电路的传输函数108

4.1.2 门积分电路的性能110

4.1.3 门积分电路的等效噪声带宽112

4.1.4 信噪比的改善114

4.2 取样积分器116

4.2.1 取样概述116

4.2.2 取样积分器的取样方式119

4.2.3 取样积分器的原理和工作方式122

4.3 多点信号平均器128

4.3.1 多点信号平均器的工作原理128

4.3.2 数字式多点信号平均器的结构组成130

4.3.3 数字式平均的信噪改善比131

4.3.4 数字式平均的传输函数特性133

4.3.5 数字式平均的实现算法136

4.4 锁定放大器138

4.4.1 锁定放大器的基本原理138

4.4.2 锁定放大器的主要技术指标141

4.4.3 锁定放大器的过载能力、动态范围与动态协调145

4.4.4 几种典型的锁定放大器152

4.4.5 正交矢量锁定放大器157

4.5 应用实例——物质含水量检测系统设计与分析159

4.5.1 检测系统设计及工作原理159

4.5.2 数据分析和处理160

4.5.3 结论分析161

思考和练习161

第5章 随机性微弱信号的最佳滤波检测163

5.1 随机性微弱信号的基本特征164

5.2 随机性微弱信号的匹配滤波器165

5.2.1 匹配滤波器理论165

5.2.2 白噪声背景下的匹配滤波器对微弱信号的检测167

5.2.3 有色噪声背景下的匹配滤波器对微弱信号的检测170

5.3 随机性微弱信号的维纳滤波172

5.3.1 维纳滤波器必须满足的基本方程172

5.3.2 维纳滤波器的非因果解174

5.3.3 维纳滤波器的因果解176

5.3.4 维纳滤波器的正交性180

5.3.5 维纳滤波器的离散检测181

5.4 随机性微弱信号的卡尔曼滤波183

5.4.1 非递推算法和递推算法183

5.4.2 一维（或标量）卡尔曼滤波方程184

5.4.3 一维卡尔曼滤波算法及模型185

5.4.4 一维卡尔曼滤波检测190

思考和练习193

第6章 离散性微弱光信号的检测方法194

6.1 概述195

6.2 光子计数技术195

6.2.1 光子计数技术原理概述195

6.2.2 光电倍增管的结构、种类及应用196

6.2.3 甄别器200

6.2.4 计数器的工作方式202

6.2.5 光子计数系统的检测误差及其处理方法203

6.3 光学多通道分析仪207

6.3.1 概述207

6.3.2 多色仪208

6.3.3 多通道检测器中的光电检测器209

6.3.4 像增强器225

6.3.5 光学多通道分析仪的工作原理227

6.4 光子计数器与光学多通道分析仪的应用228

6.4.1 用单光子计数法检测稀土荧光材料的激发光谱228

6.4.2 利用光学多通道分析仪检测人体血液荧光光谱及其在生物医学领域中的应用232

6.4.3 光学多通道分析仪在癌症诊断中的应用234

思考和练习236

参考文献237