微弱信号检测技术：从感官到计算机的演进

"微弱信号检测技术是电子信息领域的一个重要分支，主要关注在强噪声环境中对微弱信号的检测和分析。课程由叶凌云教师讲授，针对电子信息技术及仪器专业的学生，作为一门必修课程，旨在培养学生的微弱信号检测设计能力，并教授相关理论与方法。课程内容涵盖噪声理论、低噪放大器设计、干扰消除、锁定放大器、相关检测、多点信号平均和取样积分器等。学生需具备概率论、模拟电子技术基础和数字电子技术基础的知识。推荐教材为清华大学出版社的《微弱信号检测》(高晋占编著)。课程考核方式为书面闭卷考试。" 微弱信号检测技术涉及以下几个关键知识点： 1. **微弱信号检测的特点**： - **噪声抑制**：微弱信号检测的核心在于如何在噪声中提取信号，提高信噪比，这需要深入理解噪声特性并采取有效方法减少噪声影响。 - **专用器件设计**：为了适应微弱信号检测，需要设计和研制专门的低噪声器件，满足特殊需求，例如低噪放大器。 - **信号处理理论**：利用电子学和信息论，研究噪声的产生机制，分析信号的特性和相干性，以便更好地提取和处理微弱信号。 2. **微弱信号检测技术发展历程**： - **从感官检验到自动化**：检测技术的历史可以追溯到早期依赖感官的简单检验，随着科技的进步，发展到现在的计算机自动化检测。 - **现代科学推动**：微弱信号检测技术的形成和发展，得益于电子信息科学和量子物理学等领域的进步，特别是对微观世界信号的探测和分析技术的提升。 3. **教学内容**： - **噪声理论**：噪声的性质、来源和统计特性是微弱信号检测的基础，学生需要理解噪声对信号检测的影响。 - **低噪放大器设计**：学习如何设计和优化低噪声放大器，以减少信号放大过程中的噪声引入。 - **干扰消除**：探讨各种方法来减少或消除外部和内部干扰，确保微弱信号的准确检测。 - **锁定放大器、相关检测、信号平均和取样积分器**：这些是微弱信号处理的关键技术，用于提高信号检测的精度和稳定性。 4. **教学目标和要求**： - 学生通过学习应能理解和计算系统的噪声及噪声系数，掌握噪声和干扰抑制技术，以及进行低噪放大器设计。 - 学习运用信号处理理论，实践微弱信号的提取和分析，为实际工程问题提供解决方案。 5. **考核方式**： - 课程的最终评估采用书面闭卷考试，测试学生对微弱信号检测理论和技术的理解和应用能力。 通过本课程的学习，学生将具备在复杂环境中处理微弱信号的能力，这对于现代电子信息技术，特别是在科研、通信、医疗、遥感等领域的应用至关重要。