微弱信號檢測理論與技術

目錄
第1章　隨機信號及其描述　1
1.1　隨機過程與隨機信號的概念　2
1.2　隨機信號的統(tǒng)計特性　5
1.2.1　隨機信號的概率密度函數(shù)　5
1.2.2　平穩(wěn)隨機過程的概率密度函數(shù)　6
1.3　隨機信號的數(shù)字特征　8
1.4　幾種概率分布與隨機過程　10
1.4.1　正態(tài)分布　10
1.4.2　韋布爾分布　11
1.4.3　泊松分布與泊松過程　13
1.4.4　馬爾可夫過程　14
1.5　隨機信號的相關函數(shù)　16
1.5.1　自相關函數(shù)　17
1.5.2　互相關函數(shù)　24
1.5.3　相關函數(shù)與卷積的關系　27
1.6　功率譜密度　27
1.6.1　隨機信號的功率譜密度　27
1.6.2　幾種典型信號的功率譜密度　29
1.6.3　功率譜的性質(zhì)　30
1.6.4　互譜密度　32
第2章　線性時不變系統(tǒng)對隨機信號的響應　34
2.1　概述　35
2.2　輸出隨機信號的概率分布及其特點　35
2.3　SISO線性時不變連續(xù)系統(tǒng)對隨機信號的響應　36
2.3.1　系統(tǒng)輸出的均值和均方　36
2.3.2　系統(tǒng)輸出的自相關與功率譜密度　37
2.3.3　白噪聲通過線性時不變系統(tǒng)　38
2.3.4　系統(tǒng)輸入與輸出之間的互相關與互譜密度　40
2.4　非平穩(wěn)隨機信號通過系統(tǒng)的響應　41
2.5　SISO線性時不變離散時間系統(tǒng)對隨機信號的響應　42
2.6　線性時不變系統(tǒng)的相關辨識　44
2.6.1　相關辨識的基本原理　44
2.6.2　利用白噪聲對系統(tǒng)進行辨識　44
2.6.3　利用偽隨機信號對系統(tǒng)進行辨識　45
2.6.4　激勵與響應都存在噪聲時的分析　47
第3章　電噪聲與噪聲模型　50
3.1　噪聲的基本概念　51
3.1.1　干擾與噪聲　51
3.1.2　噪聲的統(tǒng)計特性　51
3.1.3　白噪聲與有色噪聲　53
3.1.4　限帶白噪聲　55
3.1.5　窄帶噪聲　55
3.1.6　等效噪聲帶寬　55
3.1.7　信噪比與信噪改善比　58
3.2　電阻的噪聲　58
3.2.1　熱噪聲　58
3.2.2　過剩噪聲　60
3.3　半導體二極管的噪聲　63
3.3.1　散彈噪聲　63
3.3.2　閃爍噪聲　64
3.3.3　產(chǎn)生-復合噪聲　64
3.3.4　1/f噪聲　64
3.4　雙極晶體管的噪聲　65
3.5　場效應管的噪聲　66
3.6　放大器的噪聲　67
3.7　噪聲系數(shù)　69
3.7.1　放大器的噪聲系數(shù)　69
3.7.2　放大器的*小輸入信號　71
3.7.3　級聯(lián)放大器的噪聲系數(shù)　72
3.8　減小噪聲的措施　73
第4章　噪聲中信號參量估計　75
4.1　*大后驗概率估計　76
4.2　*大似然估計　78
4.3　貝葉斯估計　79
4.3.1　貝葉斯估計準則　80
4.3.2　幾種典型的貝葉斯估計　81
4.4　信號的幅值與相位估計　83
4.4.1　幅值估計　84
4.4.2　相位估計　85
4.5　線性*小方差估計　87
4.5.1　線性*小均方估計　87
4.5.2　線性遞推估計　89
4.5.3　獨立*佳組合估計　91
4.6　*小二乘估計　92
4.6.1　數(shù)量情況的*小二乘估計　92
4.6.2　矢量情況的*小二乘估計　94
4.7　估計質(zhì)量評估　95
4.7.1　估計量的性能　96
4.7.2　克拉默-拉奧限　97
第5章　*小均方誤差線性濾波器　100
5.1　維納濾波理論　101
5.1.1　*小均方誤差準則　101
5.1.2　維納濾波解的積分形式　103
5.1.3　維納濾波解的正交形式　104
5.1.4　數(shù)字維納濾波器　105
5.1.5　維納濾波器的實現(xiàn)　106
5.1.6　離散隨機過程的時間序列模型　110
5.2　卡爾曼濾波及預測　112
5.2.1　狀態(tài)方程　112
5.2.2　信號模型與觀測模型　113
5.2.3　標量信號卡爾曼濾波　114
5.2.4　標量信號卡爾曼預測　118
5.2.5　矢量信號卡爾曼濾波及預測　119
5.2.6　卡爾曼濾波在電能質(zhì)量分析中的應用　122
5.3　自適應濾波　123
5.3.1　噪聲抵消原理　123
5.3.2　自適應濾波器的應用舉例　125
5.3.3　模擬式自適應濾波器　127
5.3.4　數(shù)字式自適應濾波器　130
5.3.5　磁陣列傳感器電流測量自適應濾波算法　131
第6章　噪聲中信號譜估計　135
6.1　周期圖法譜估計　137
6.1.1　周期圖法　137
6.1.2　平均周期圖法　141
6.1.3　修正的平均周期圖法　142
6.1.4　噪聲對譜估計性能的影響　149
6.1.5　采用互譜估計的周期圖法　151
6.2　相關功率譜估計法（BT法）　152
6.3　具有觀測噪聲的AR(p)信號譜估計　154
6.3.1　尤爾-沃克方程　154
6.3.2　觀測噪聲對功率譜估計的影響　155
6.3.3　修正的尤爾-沃克方程　156
6.4　具有觀測噪聲的正弦組合信號譜估計　158
6.5　*大似然譜估計　161
第7章　鎖定放大器　164
7.1　鎖定放大器概述　165
7.2　鎖定放大器的構成及基本原理　166
7.2.1　鎖定放大器的基本結構　166
7.2.2　鎖定放大器的基本原理　167
7.2.3　參考信號的獲取　169
7.2.4　將直流信號轉(zhuǎn)換成交流信號　170
7.2.5　參考信號的相位　172
7.3　正交鎖定放大器　173
7.3.1　正交鎖定放大器原理　173
7.3.2　正交鎖定放大器的Simulink建模與仿真　174
7.4　相關解調(diào)器的頻率特性　176
7.4.1　幅頻特性　176
7.4.2　相敏特性　177
7.5　開關式相關解調(diào)器　178
7.6　數(shù)字鎖定放大器　180
7.7　鎖定放大器的應用　182
第8章　取樣積分器　188
8.1　取樣積分器的基本原理　189
8.1.1　周期信號的取樣　190
8.1.2　取樣信號的積累平均　192
8.2　取樣積分器的頻域分析　192
8.3　模擬式取樣積分器　195
8.3.1　定點取樣積分器　195
8.3.2　掃描式取樣積分器　202
8.4　數(shù)字信號平均器　203
8.5　應用舉例　207
第9章　光子計數(shù)器　212
9.1　光子量子特性　213
9.2　光電倍增管　214
9.2.1　光電倍增管的組成　214
9.2.2　光電倍增管的工作電路　216
9.2.3　光電倍增管的噪聲　218
9.2.4　光電倍增管的暗計數(shù)及脈沖堆積效應　219
9.3　光子計數(shù)器原理　221
第10章　電磁干擾與抑制　225
10.1　電磁干擾概述　226
10.2　電磁干擾的途徑　227
10.2.1　傳導耦合　227
10.2.2　電場耦合　230
10.2.3　磁場耦合　231
10.2.4　電磁輻射耦合　233
10.3　電磁屏蔽　239
10.3.1　屏蔽措施及屏蔽體　239
10.3.2　屏蔽效能及屏蔽設計原則　240
10.3.3　孔洞造成的電磁泄漏及其防護　242
10.4　電路接地　243
10.4.1　電力系統(tǒng)與電氣設備的接地　243
10.4.2　電磁兼容中的接地　243
10.5　電纜屏蔽層接地　246
10.5.1　屏蔽層與芯線之間的耦合　246
10.5.2　電纜屏蔽層接地抑制電場耦合干擾　249
10.5.3　電纜屏蔽層接地抑制磁場耦合干擾　251
10.6　放大器輸入回路接地　256
10.7　其他干擾抑制技術　261
參考文獻　263