光電信號(hào)處理

前言

　　人類(lèi)在探索自然奧秘的過(guò)程中，從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)前進(jìn)的步伐。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類(lèi)研究自然奧秘的儀器和方法愈來(lái)愈先進(jìn)。"光電信號(hào)處理"就是介紹如何利用光電探測(cè)器獲取信號(hào)并進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，從而獲得有價(jià)值的信息，以及由此而涉及的若干專(zhuān)門(mén)的技術(shù)和相關(guān)的理論的學(xué)科。　　本書(shū)是根據(jù)編者自1995年至2005年在華中科技大學(xué)光電子工程系講授碩士研究生學(xué)位課程"光電信號(hào)處理"的講義編寫(xiě)而成的，而講義則是根據(jù)編者自1979年以來(lái)從事科研、教學(xué)積累的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和查閱相關(guān)著作、文獻(xiàn)，經(jīng)過(guò)不斷地修改、補(bǔ)充后形成的。　　本書(shū)共5章。第1章噪聲的基礎(chǔ)知識(shí)，是全書(shū)各章的基礎(chǔ)。本章在對(duì)噪聲和干擾的基本定義進(jìn)行介紹之后，對(duì)噪聲進(jìn)行了較全面的分析和描述，包括電路中常見(jiàn)的基本噪聲、噪聲的關(guān)聯(lián)與相加、含多個(gè)噪聲源的電路及其計(jì)算法則、等效噪聲帶寬、噪聲的基本屬性以及噪聲對(duì)數(shù)字系統(tǒng)的影響等。這些內(nèi)容散見(jiàn)于有關(guān)涉及噪聲的各種書(shū)刊中，經(jīng)過(guò)編者收集、歸納、改寫(xiě)、組合，形成比較系統(tǒng)的體系。第2章放大器的噪聲分析與低噪聲前置放大器，全面地論述了放大器的噪聲分析方法，并介紹了低噪聲前置放大器的設(shè)計(jì)原則和步驟。低噪聲電子設(shè)計(jì)和微弱信號(hào)檢測(cè)中一個(gè)非常重要和值得注意的問(wèn)題，即屏蔽接地技術(shù)放在本章的最后。第3章對(duì)微弱信號(hào)檢測(cè)的基本原理與方法進(jìn)行了較全面的介紹，以便開(kāi)拓視野和啟迪思維。第4章和第5章分別介紹了目前科研中用得較多的兩種微弱信號(hào)檢測(cè)儀器，即鎖定放大器和光子計(jì)數(shù)器?！　W(xué)習(xí)或閱讀本書(shū)的先修課程是：電路理論、信號(hào)與系統(tǒng)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、高頻電子線路、概率論、隨機(jī)過(guò)程、光電探測(cè)器與光電系統(tǒng)等。　　在教學(xué)過(guò)程中，深有體會(huì)的是，答疑以及和研究生的交流討論是非常有益的，他們所提的問(wèn)題以及發(fā)表的看法，有時(shí)甚至指出不妥或錯(cuò)誤之處，都對(duì)修改和完善講稿起到了極大的促進(jìn)作用。借此機(jī)會(huì)，向這些才華橫溢的莘莘學(xué)子表示衷心的感謝。還要感謝光電子工程系的各屆領(lǐng)導(dǎo)，沒(méi)有他們對(duì)教學(xué)工作的重視和支持，也不會(huì)有今天本書(shū)的出版。　　最后，要感謝出版社的同志們所付出的艱辛勞動(dòng)，他們對(duì)書(shū)稿提出了很多寶貴的修改意見(jiàn)，才使得本書(shū)和原講義相比有了較大的提高。　　本書(shū)獲得華中科技大學(xué)研究生院教材基金的資助，在此表示衷心的感謝!　　由于編者學(xué)識(shí)水平和科研能力均有限，講義雖經(jīng)多年試用，反復(fù)斟酌修改，本次出版時(shí)可能仍有疏漏和錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)讀者不吝指正，深表感謝。

內(nèi)容概要

　　本書(shū)是根據(jù)編者自1995年至2005年在華中科技大學(xué)光電子工程系講授碩士研究生學(xué)位課程“光電信號(hào)處理”的講義編寫(xiě)而成的，而講義則是根據(jù)編者自1979年以來(lái)從事科研、教學(xué)積累的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和查閱相關(guān)著作、文獻(xiàn)，經(jīng)過(guò)不斷地修改、補(bǔ)充后形成的?！　”緯?shū)共5章。第1章噪聲的基礎(chǔ)知識(shí)，是全書(shū)各章的基礎(chǔ)。本章在對(duì)噪聲和干擾的基本定義進(jìn)行介紹之后，對(duì)噪聲進(jìn)行了較全面的分析和描述，包括電路中常見(jiàn)的基本噪聲、噪聲的關(guān)聯(lián)與相加、含多個(gè)噪聲源的電路及其計(jì)算法則、等效噪聲帶寬、噪聲的基本屬性以及噪聲對(duì)數(shù)字系統(tǒng)的影響等。這些內(nèi)容散見(jiàn)于有關(guān)涉及噪聲的各種書(shū)刊中，經(jīng)過(guò)編者收集、歸納、改寫(xiě)、組合，形成比較系統(tǒng)的體系。第2章放大器的噪聲分析與低噪聲前置放大器，全面地論述了放大器的噪聲分析方法，并介紹了低噪聲前置放大器的設(shè)計(jì)原則和步驟。低噪聲電子設(shè)計(jì)和微弱信號(hào)檢測(cè)中一個(gè)非常重要和值得注意的問(wèn)題，即屏蔽接地技術(shù)放在本章的最后。第3章對(duì)微弱信號(hào)檢測(cè)的基本原理與方法進(jìn)行了較全面的介紹，以便開(kāi)拓視野和啟迪思維。第4章和第5章分別介紹了目前科研中用得較多的兩種微弱信號(hào)檢測(cè)儀器，即鎖定放大器和光子計(jì)數(shù)器。

書(shū)籍目錄

第1章　噪聲的基礎(chǔ)知識(shí)1.1　引言1.2　噪聲與干擾、基本噪聲1.3　噪聲的關(guān)聯(lián)與相加1.4　含多個(gè)噪聲源的電路及其計(jì)算法則1.5　等效噪聲帶寬1.6　噪聲的基本屬性1.7　噪聲對(duì)數(shù)字系統(tǒng)的影響習(xí)題與思考題第2章　放大器的噪聲分析與低噪聲前置放大器2.1　放大器的噪聲電壓一噪聲電流（En-In）模型2.2　等效輸入噪聲及簡(jiǎn)化計(jì)算法則2.3　噪聲系數(shù)2.4　最佳源電阻Ropt與最小噪聲系數(shù)NF商。2.5　噪聲溫度2.6　多級(jí)放大器的噪聲系數(shù)NF1，2，3……，n2.7　耦合網(wǎng)絡(luò)的低噪聲設(shè)計(jì)原則2.8　低噪聲前置放大器的選用2.9　噪聲參數(shù)的測(cè)量2.10　元器件噪聲分析2.11　低噪聲放大器的設(shè)計(jì)原則與方法2.12　屏蔽接地技術(shù)習(xí)題與思考題第3章　微弱信號(hào)檢測(cè)的基本原理與方法3.1　微弱信號(hào)檢測(cè)的引出3.2　窄帶濾波法3.3　雙路消噪法3.4　同步累積法3.5　鎖定接收法3.6　取樣積分法3.7　相關(guān)檢測(cè)法3.8　光子計(jì)數(shù)技術(shù)3.9　計(jì)算機(jī)處理方法3.10　常用微弱信號(hào)檢測(cè)儀器習(xí)題與思考題第4章　鎖定放大器4.1　引言4.2　典型鎖定放大器的原理框圖4.3　相關(guān)器及其性能分析4.4　鎖定放大器中的同步積分器4.5　旋轉(zhuǎn)電容濾波器4.6　鎖定放大器的發(fā)展及其類(lèi)型4.7　鎖定放大器的靈敏度與動(dòng)態(tài)范圍4.8　鎖定放大器的應(yīng)用習(xí)題與思考題第5章　光子計(jì)數(shù)技術(shù)5.1　光電倍增管5.2　光電倍增管的偏置電路與接地方式5.3　光子計(jì)數(shù)器中的放大器5.4　光子計(jì)數(shù)器測(cè)量弱光的上限5.5　光子計(jì)數(shù)器中的鑒別器5.6　光電倍增管的單光子響應(yīng)峰5.7　光電倍增管的計(jì)數(shù)坪區(qū)——最佳偏壓的選擇5.8　光子計(jì)數(shù)器的測(cè)量誤差分析5.9　光子計(jì)數(shù)器的測(cè)量方法與應(yīng)用5.10　模擬光子計(jì)數(shù)器習(xí)題與思考題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　噪聲的基礎(chǔ)知識(shí)　　1.2　噪聲與干擾、基本噪聲　　1.2.1　噪聲與干擾　　噪聲本是一個(gè)日常生活用語(yǔ)，一切影響和妨礙人們正常工作、學(xué)習(xí)和休息的聲音都被視為噪聲?！　〉窃诠怆娤到y(tǒng)或電子系統(tǒng)中，噪聲也是指某些電信號(hào)，它是會(huì)對(duì)有用信號(hào)產(chǎn)生干擾或是些不期望的、突然在亂七八糟的信號(hào)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，噪聲就是有害信號(hào)。如果有害信號(hào)來(lái)自組成電子系統(tǒng)的各種電子元器件內(nèi)部微觀粒子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，則這種有害信號(hào)稱(chēng)為狹義噪聲，簡(jiǎn)稱(chēng)噪聲或隨機(jī)噪聲。

圖書(shū)封面

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