030242006-微弱信号检测技术-刘晓阳.pdf

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1、弱信号检测技术课程教学大纲 课程代码：030242006 课程英文名称：Weak signal detection 课程总学时：24 讲课：24 实验：0 上机：0 适用专业：测控技术与仪器 大纲编写（修订）时间：2011.7 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 微弱信号检测是将淹没在强背景噪声下的微弱信号，通过有效的检测手段，抑制强背景噪声，从而获得信号的恢复是本课程的主要内容。（二）知识、能力及技能方面的基本要求 1、基本知识：要求学生掌握本专业的专业基础知识和专业课知识。2、基本理论和方法：通过本课程的教学，使学生对“微弱信号检测”主要应用对象及主要实施方法有所了解，在掌握其基

2、本原理的基础上并能完成较简单的微弱信号检测系统的设计。（三）实施说明 由于学时的关系，本课程着重在于扩大学生的知识面，使学生对这一新兴技术分支能有较深入的了解，以便进一步深造。（四）对先修课的要求 1 模拟电子技术（A）(含高频部分)；2 信号与系统；3.随机信号分析；（五）对习题课、实验环节的要求 要求学生掌握 BOXCAR积分器的使用方法，可求出 SINR，会调整 LIA的参数。（六）课程考核方式 1.考核方式：考查。2.考核目标：考查学生是否理解微弱信号检测的基本原理及主要应用。3.成绩构成：本课程的总成绩由三部分组成：平时成绩（包括作业、提问、出勤情况等）30%；开卷考试成绩 70%。

3、（七）参考书目:1.微弱信号检测（第 2 版）曾庆勇 浙江大学出版社 2.微弱信号检测 戴逸松 吉林工业大学出版 3.微弱信号检测 高晋占 清华大学出版社 二、中文摘要 本课程从应用角度出发介绍微弱信号检测的理论、方法和仪器，是测控技术与仪器本科专业的选修课。该课程帮助学生了解微弱信号检测技术的发展历程和发展方向，了解微弱信号检测技术的运用领域；帮助学生理解微弱信号检测仪器的工作原理；帮助学生掌握微弱信号及其相关的基本概念，掌握微弱信号检测的一般方法。三、课程学时分配表 序号 教学内容 学时 讲课 实验 上机 1 绪论 2 2 0 0 2 噪声与低噪声测试系统的设计 6 6 0 0 3 同步相

4、关检测-锁定放大器的工作原理 6 6 0 0 4 取样与取样积分原理 6 6 0 0 5 光子计数技术 2 2 0 0 6 总结与考试 2 2 0 0 合计 24 24 0 0 四、教学内容及基本要求 第 01 部分 绪论 总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容:1）微弱信号检测的目的与意义 2）噪声的基本性质 3）噪声的统计特性 4）器件噪声举例 5）微弱信号检测方法概述 重 点:1）噪声的定义、种类、度量、电子噪声 2）电阻、二极管、三极管的噪声 3）弱信号检测的基本方法 难 点:1）噪声的定义、种类、度量、电子噪声 2）电阻、二极管、三极管的噪声 第 02 部分

5、 噪声与低噪声测试系统的设计 总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0 具体内容:1）噪声系数、噪声因子和其他噪声度量参量 2）低噪声前置放大器 3）低噪声放大器匹配网络与变压器特性 重 点:1）噪声系数、噪声因子、放大器 NF 值的测量、NF 图 2）设计原则，最佳输入电阻 难 点:1）噪声系数、噪声因子、放大器 NF 值的测量、NF 图 2)理想变压器作匹配时的 SNIR 第 03 部分 同步相关检测-锁定放大器的工作原理 总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0 具体内容:1）滤波器 2）选频检测的局限性与相干检测 3）相敏检波器电路 4）非周期移相器 5）锁

6、相放大器及其主要性能指标 6）锁相放大器的使用与应用 7）提高锁相放大器性能的一些技术 重 点:1）有源 LPF、HPF、BPF 2）相干检测 3）掌握相敏检波器的基本电路 4）移相环工作原理 5）典型的锁相放大器 6）锁相放大器的使用 7）PCM技术 难 点:1）相干检测 2）移相环工作原理 3）典型的锁相放大器 第 04 部分 取样与取样积分原理 总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0 具体内容:1）根号 M 法则与抽样定理 2）取样积分器 3）参数图解选择法 4）取样积分器性能的一些重大改进 5）BOXCAR信噪比改善的数学讨论 6）数字平均器的特点及工作模式 7）数字多

7、点平均器 8）BOXCAR与数字平均器应用举例 重 点:1）根号 M 法则、抽样定理 2）门积分器、BOXCAR的工作模式 3）参数图解选择法 4）快速取样、基线取样 5）BOXCAR信噪比改善的数学讨论 6）数字平均器的特点及工作模式 7）数字多点平均器原理、工作流程 难 点:1）根号 M 法则、抽样定理 2）门积分器、BOXCAR的工作模式 3）参数图解选择法 4）快速取样、基线取样 5）BOXCAR信噪比改善的数学讨论 6）数字平均器的特点及工作模式 7）数字多点平均器原理、工作流程 第 05 部分 光子计数技术 总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容:1）光子计数器的原理概述 2）光子计数器中的光电倍增管 3）放大器-鉴别器 4）光子计数器的测量方法 5）模拟输出的光子计数器 6）光子计数器中的脉冲堆积效应 重 点:放大器-鉴别器、光子计数器的测量方法 难 点:模拟输出的光子计数器 第 06 部分 总结与考试 总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容：应用实例总结、综合复习与考试。编写人：刘晓阳、赵亚威 审核人：陈亮 批准人：张焕君