《全國高等院校儀器儀表及自動化類“十二五”規劃教材：微弱信號檢測與應用》以微弱信號檢測過程中的引例為起點，闡述微弱信號檢測的應用領域和應用范圍，對常用的微弱信號檢測方法和檢測儀器進行理論分析和介紹。全書共分6章，內容包括噪聲、干擾、微弱信號檢測、信噪比、信噪改善比等的基本概念，低噪聲前置放大與屏蔽、接地技術，同步積分器、旋轉電容濾波器、相關器、數字式相關器等周期性微弱信號檢測的基本方法，取樣積分器、多點信號平均器、鎖定放大器的基本檢測原理及其應用，隨機性微弱信號的最佳濾波檢測，離散性微弱光信號的檢測方法。
《全國高等院校儀器儀表及自動化類“十二五”規劃教材：微弱信號檢測與應用》可作為測控技術與儀器、地球物理、地球勘探、測錄井、自動化、電子信息工程、通信工程、物理、光學、化學、生物醫學工程、醫學儀器等專業的高年級本科生和研究生教材，也可以作為有關專業工程技術人員與科技人員的參考書。
隨著現代科學技術的發展，人類為揭示大自然的奧秘總是在尋求新的檢測理論和檢測方法，也推動了新的檢測技術和復雜的自動控制系統及信息處理理論技術的提高。多年來科學家們在研究宏觀和微觀世界的過程中，不斷開發能把淹沒在噪聲中的大量有用信息檢測出來的理論和方法，通過不斷系統化、模塊化的完善，形成了一個新的微弱信號檢測的學科分支。現如今，微弱信號檢測技術已廣泛地應用于石油工業、地球勘探、太空探索、工業、農業、衛生、國防、科研等各領域。在這些應用領域中，幾乎都涉及微弱信號檢測問題。因此，微弱信號檢測技術是人們了解世界的重要組成部分。微弱信號檢測技術是一種將信號與強噪聲分離的高新技術，它以參考信號、計算機和現代數字處理器件為基礎，通過對信號的噪聲進行抑制、以提高信噪比為目的的檢測手段進行檢測，即通過微弱信號檢測得到高信噪比的電信號，由輸入電路、放大電路等檢測電路提取有用信息，再經模數轉換接口輸入微型計算機運算、處理，最后顯示或打印輸出所需檢測物體的幾何量或物理量等參數。因此，微弱信號檢測技術是現代檢測技術最重要的手段和方法之一，是現代檢測技術的一個重要的發展方向。
本書是根據教育部相關課程大綱編寫的，編寫時也參照了長江大學石油儀器重點專業建設課程微弱信號檢測技術的教學大綱，并經電子工業出版社“十二五”規劃教材編委會及編委會成員中多位專家和教授多次討論定稿而成。
本書共分為6章，每章以案例為引導進行理論推導，再進行實踐舉例。主要內容包括噪聲、干擾、微弱信號檢測、信噪比、信噪改善比等的基本概念；低噪聲前置放大與屏蔽、接地技術；同步積分器、旋轉電容濾波器、相關器、數字式相關器等周期性微弱信號檢測的基本方法；取樣積分器、多點信號平均器、鎖定放大器的基本檢測原理及其應用；隨機性微弱信號的最佳濾波檢測；離散性微弱光信號的檢測方法。
本書每章內容大體包含6個部分：（1）案例導引；（2）理論基礎推導；（3）微弱信號檢測方法；（4）微弱信號檢測方法的信噪比及特性分析；（5）對應微弱信號檢測技術的數字處理方法；（6）典型應用。
本書實用性強、適用面廣，可作為測控技術與儀器、地球物理、地球勘探、測錄井、自動化、電子信息工程、通信工程、物理、光學、化學、生物醫學工程、醫學儀器等專業的高年級本科生和研究生教材，也可作為醫療儀器儀表工程、產品質量檢測與控制、自動化儀器儀表、計量工程、信息工程等有關專業工程技術人員與科技人員的參考書。
在本書編寫過程中受到旅居加拿大的熊曉東教授的悉心指導和極大關心，在此表示真誠的謝意！
盡管編者為本書付出了許多的心血和努力，但書中難免存在疏漏，懇請廣大讀者批評指正。
孫士平2012年10月于長江大學
第1章 緒論
1.1 干擾、噪聲的概念
1.1.1 干擾和噪聲
1.1.2 隨機噪聲的功率譜密度及噪聲分類
1.1.3 相關函數及隨機噪聲的相關函數
1.1.4 等效噪聲帶寬
1.2 微弱信號檢測
1.2.1 微弱信號檢測的概念
1.2.2 微弱信號檢測的意義和目的
1.2.3 微弱信號檢測的內容
1.2.4 常規小信號檢測方法與微弱信號檢測的基本方法
1.3 信噪比、信噪改善比、噪聲系數和噪聲因數
1.3.1 信噪比和信噪改善比
1.3.2 噪聲系數和噪聲因數
思考和練習
第2章 低噪聲前置放大與屏蔽、接地技術
2.1 電子元器件的噪聲
2.1.1 電阻的噪聲
2.1.2 電容器的噪聲
2.1.3 變壓器的噪聲
2.1.4 晶體管的噪聲
2.1.5 場效應管的噪聲
2.2 低噪聲前置放大技術
2.2.1 低噪聲前置放大器的等效噪聲模型
2.2.2 低噪聲前置放大器的設計
2.3 微弱信號檢測系統屏蔽與接地技術
2.3.1 干擾噪聲源
2.3.2 電容性耦合與屏蔽
2.3.3 電感性耦合與屏蔽
2.3.4 接地方式
2.3.5 系統的地回路電流
2.3.6 切斷或減小地回路電流的幾種方法
思考和練習
第3章 周期性微弱信號檢測方法
3.1 同步積分器
3.1.1 同步積分器的原理
3.1.2 同步積分器的性能
3.1.3 同步積分器的兩節串聯
3.1.4 同步積分器的等效噪聲帶寬
3.1.5 實用同步積分器電路
3.2 旋轉電容濾波器
3.2.1 旋轉電容濾波器的原理
3.2.2 旋轉電容濾波器的性能
3.2.3 旋轉電容濾波器的等效噪聲帶寬
3.2.4 實用旋轉電容濾波器電路
3.3 相關器
3.3.1 相關器的原理
3.3.2 相關器的性能
3.3.3 相關器的等效噪聲帶寬
3.4 數字式相關器
3.4.1 相關器的種類及數字式相關器的系統組成
3.4.2 數字式相關函數的實際運算
3.4.3 數字式相關函數的實現
3.4.4 數字式相關函數的誤差分析
3.5 應用實例——編碼地震提高地震探測能力
3.5.1 編碼地震基本原理
3.5.2 編碼地震實驗系統實現方法
3.5.3 信號和噪聲特征分析
3.5.4 數據相關分析結果
3.5.5 結論
思考和練習
第4章 取樣積分器、多點信號平均器、鎖定放大器的基本檢測原理及其應用
4.1 門積分電路
4.1.1 門積分電路的傳輸函數
4.1.2 門積分電路的性能
4.1.3 門積分電路的等效噪聲帶寬
4.1.4 信噪比的改善
4.2 取樣積分器
4.2.1 取樣概述
4.2.2 取樣積分器的取樣方式
4.2.3 取樣積分器的原理和工作方式
4.3 多點信號平均器
4.3.1 多點信號平均器的工作原理
4.3.2 數字式多點信號平均器的結構組成
4.3.3 數字式平均的信噪改善比
4.3.4 數字式平均的傳輸函數特性
4.3.5 數字式平均的實現算法
4.4 鎖定放大器
4.4.1 鎖定放大器的基本原理
4.4.2 鎖定放大器的主要技術指標
4.4.3 鎖定放大器的過載能力、動態范圍與動態協調
4.4.4 幾種典型的鎖定放大器
4.4.5 正交矢量鎖定放大器
4.5 應用實例——物質含水量檢測系統設計與分析
4.5.1 檢測系統設計及工作原理
4.5.2 數據分析和處理
4.5.3 結論分析
思考和練習
第5章 隨機性微弱信號的最佳濾波檢測
5.1 隨機性微弱信號的基本特征
5.2 隨機性微弱信號的匹配濾波器
5.2.1 匹配濾波器理論
5.2.2 白噪聲背景下的匹配濾波器對微弱信號的檢測
5.2.3 有色噪聲背景下的匹配濾波器對微弱信號的檢測
5.3 隨機性微弱信號的維納濾波
5.3.1 維納濾波器必須滿足的基本方程
5.3.2 維納濾波器的非因果解
5.3.3 維納濾波器的因果解
5.3.4 維納濾波器的正交性
5.3.5 維納濾波器的離散檢測
5.4 隨機性微弱信號的卡爾曼濾波
5.4.1非遞歸算法和遞歸算法
5.4.2一維（或標量）卡爾曼濾波方程
5.4.3一維卡爾曼濾波算法及模型
5.4.4一維卡爾曼濾波檢測
思考和練習
第6章 離散性微弱光信號的檢測方法
6.1 概述
6.2 光子計數技術
6.2.1 光子計數技術原理概述
6.2.2 光電倍增管的結構、種類及應用
6.2.3 甄別器
6.2.4 計數器的工作方式
6.2.5 光子計數系統的檢測誤差及其處理方法
6.3 光學多通道分析儀
6.3.1 概述
6.3.2 多色儀
6.3.3 多通道檢測器中的光電檢測器
6.3.4 像增強器
6.3.5 光學多通道分析儀的工作原理
6.4 光子計數器與光學多通道分析儀的應用
6.4.1 用單光子計數法檢測稀土熒光材料的激發光譜
6.4.2 利用光學多通道分析儀檢測人體血液熒光光譜及其在生物醫學領域中的應用
6.4.3 光學多通道分析儀在癌癥診斷中的應用
思考和練習
參考文獻
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