微弱信號檢測是發展高新技術、探索及發現新的自然規律的重要手段，對推動很多領域的發展具有重要的應用價值。對于淹沒在強背景噪聲中的微弱信號，運用電子學和近代信號處理手段抑制噪聲，進而從噪聲中提取和恢復有用的微弱信號，是《微弱信號檢測（第2版）》的主要內容。《微弱信號檢測（第2版）》涉及利用隨機噪聲理論分析和解釋電子系統內部噪聲和外部干擾噪聲的產生和傳播問題，并詳細介紹各種不同噪聲的抑制方法，以及鎖相放大、取樣積分、相關檢測、自適應降噪等應用技術。《微弱信號檢測（第2版）》可作為自動化、電子工程、物理、化學、生物醫學工程、核技術、測試技術與儀器等專業的研究生和高年級本科生的教材，也可供涉及電子噪聲、低噪聲設計、電磁兼容性、微弱信號檢測的工程技術人員參考。
《微弱信號檢測》于2004年11月由清華大學出版社出版，已重印5次，其中的若干不足之處在第2次印刷中作了更正。盡管如此，隨著科學技術的發展，經過全國多所高等院校6年的教學應用，發現書中仍然存在不少需要修訂、補充和提高之處，促使作者對本書進行修改和增補。第2版中的改動主要包括以下幾個方面：
（1） 部分章節和段落補充了新的素材，增加了有關的IC芯片的介紹，以反映新技術、新器件在微弱信號檢測方面的應用。
（2） 部分章節進行了重新編寫，在第2章中增加了“噪聲特性測量”一節，并改寫了“1/f噪聲”小節的內容，重寫了第3章中的“屏蔽”一節，在第7章中增加了“卡爾曼濾波”一節。
（3） 對全書文字進行了校訂，各章內容均有增刪和修改，刪除了第1版中一些可有可無和闡述不嚴格的內容。
（4） 對本書部分內容的條理和層次進行了調整，以增強本書的可讀性。
（5） 對原版中某些不統一的符號，進行了統一處理，例如IDC和Idc，β0和βDC等。某些符號使用不當，則予以改正。
內容更新和語言推敲是一個無止境的工作，沒有最好，只有更好。 盡管我已在訂正方面做了很大的努力，修正補充了許多內容，我相信肯定還會有一些不盡如人意的地方，書中疏漏和錯誤在所難免，懇請讀者批評指正。
高晉占
2011年1月于清華大學
高晉占，清華大學教授，工學博士。1970年畢業于清華大學并留校任教，1979-1982年由教育部選派到荷蘭Delft大學電機系學習。多次承擔國家自然科學基金項目及科技攻關項目的研究工作，在多相流檢測、微弱信號檢測以及智能儀表領域達到先進水平。在國內外學術刊物上發表文章多篇。曾在“智能儀器設計基礎》、《數據采集和監控中的微機應用》和《微型計算機應用技術》等書中編寫部分章節，主編《注冊工程師執業資格考試復習教程一公共基礎部分》。
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 常規小信號檢測方法
1.2.1 濾波
1.2.2 調制放大與解調
1.2.3 零位法
1.2.4 反饋補償法
1.3 隨機噪聲及其統計特征
1.3.1 隨機噪聲的概率密度函數
1.3.2 隨機噪聲的均值、方差和均方值
1.3.3 隨機噪聲的相關函數與協方差函數
1.3.4 隨機噪聲的功率譜密度函數
1.4 常見隨機噪聲
1.4.1 白噪聲與有色噪聲
1.4.2 窄帶噪聲
1.5 隨機噪聲通過電路系統的響應
1.5.1 隨機噪聲通過線性系統的響應
1.5.2 非平穩隨機噪聲通過線性系統的響應
1.5.3 隨機噪聲通過非線性系統的響應
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 電子系統內部的固有噪聲源
2.1.1 電阻的熱噪聲
2.1.2 PN結的散彈噪聲
2.1.3 1／f噪聲
2.1.4 爆裂噪聲
2.2 放大器的噪聲指標與噪聲特性
2.2.1 噪聲系數和噪聲因數
2.2.2 級聯放大器的噪聲系數
2.2.3 放大器的噪聲模型
2.2.4 放大器的噪聲特性
2.3 二極管和雙極型晶體管的噪聲特性
2.3.1 半導體二極管的噪聲模型
2.3.2 雙極型晶體管的噪聲模型
2.3.3 雙極型晶體管的等效輸入噪聲
2.3.4 雙極型晶體管的噪聲因數頻率分布
2.4 場效應管的噪聲特性
2.4.1 場效應管的內部噪聲源
2.4.2 場效應管的噪聲等效電路與噪聲特性
2.5 運算放大器的噪聲特性
2.5.1 運算放大器的等效輸入噪聲模型
2.5.2 運算放大器的噪聲性能計算
2.6 低噪聲放大器設計
2.6.1 有源器件的選擇
2.6.2 偏置電路與直流工作點選擇
2.6.3 噪聲匹配
2.6.4 反饋電路對噪聲特性的影響
2.6.5 高頻低噪聲放大器設計考慮
2.7 噪聲特性測量
2.7.1 噪聲功率和有效值測量
2.7.2 噪聲功率譜密度測量
2.7.3 噪聲系數測量
2.7.4 其他噪聲特性的測量和計算
第3章 干擾噪聲及其抑制
3.1 環境干擾噪聲
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 傳導耦合
3.2.2 電場耦合
……
第4章 鎖定放大
第5章 取樣積分與數字式平均
第6章 相關檢測
第7章 自適應噪聲抵消
附錄A 常用常數
附錄B 線性二端口網絡的噪聲模型
附錄C 磁場薄屏蔽層中的多次反射
參考文獻
第2章 放大器的噪聲源和噪聲特性
對于電子噪聲，通常有兩種定義：一種是由于電荷載體的隨機運動所導致的電壓或電流的隨機波動，另一種是污染或干擾有用信號的不期望的信號。第二種噪聲定義的范圍更廣，它既包括電路內部產生的噪聲，也包括來自電路外部的干擾。這種疊加在有用信號上的外部干擾噪聲可能是隨機的，也可能是確定性的。本書將采用廣義的噪聲概念。
由組成檢測電路的元件產生的內部噪聲稱之為固有噪聲，它是由電荷載體的隨機運動所引起的。例如，散彈噪聲就是流過勢壘（如半導體PN結）的電流的隨機成分，它是由載流子隨機越過勢壘所引起的。熱力引起的載流子的隨機運動是熱噪聲的根源，其幅度取決于溫度，也與導體的電阻值有關，即使沒有電流流過導體，熱噪聲依然存在。
本章分析和論述電路內部的固有噪聲，第3章分析和論述外部干擾噪聲。
2．1 電子系統內部的固有噪聲源
為了把微弱信號幅度放大到人們可以感知的幅度，必須使用放大器和其他電路對其進行處理。但是，電子系統內部幾乎所有的器件本身往往就是噪聲源，在放大微弱信號的同時，這些噪聲源產生的噪聲同樣會被放大。即使電子系統外部的所有干擾噪聲都被有效地抑制掉，放大器也會輸出一定幅度的噪聲。在各種測試系統中，固有噪聲的大小決定了系統的分辨率和可檢測的最小信號幅度。電子系統內部的固有噪聲具有隨機的性質，其瞬時幅度不可預測，只能用概率和統計的方法來表述其大小和特征，例如用均方值、概率密度函數、功率譜密度函數等進行描述。
長期以來，人們對電子系統內部的固有噪聲進行了大量的理論分析和實驗研究，詳細介紹這些成果超出了本書的范圍，這里只是適當地介紹固有噪聲源的特性，以便用于推演電路元件的噪聲模型，以及說明電路和系統中固有噪聲的分析方法。
……
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