微弱信号的检测(下)

四、锁相放大和取样积分的典型应用1.阻抗测量、温度测量和控制[6,10,14] 进行电阻和温度测量及温度控制是锁相放大的典型应用之一.在用于测量阻抗的桥式结构的电路中,锁相放大具有普遍的灵敏检测意义.这时,锁相放大乃是作为零位法的高灵敏度、低噪声零检出器. 以往,用直流法测量电阻和温度,使用标准电阻与电位差计被认为是最好的测量方法.如果忽略允许通过电流的最大限制、样品的电阻、恒温槽的温漂、以及接点所产生的热电势等因素,电位差计的最高灵敏度可为10nv.如果考虑上述因素所产生的噪声电平,则最高也只能达到100nv的灵敏度.同样,用…     

微弱信号检测讲座 第一讲 微弱信号检测概论

实验物理科学的发展,与其说先有原理,毋宁说是新的检测技术提供新数据,从而发现新现象．开辟新领域．科学史上许多事实说明,实验方法的建立对整个科学进展影响很大．人类对自然界的认识越来越深入,也就是说所检测的样品越来越小,浓度越来越低,激励越来越弱．例如,半导体硅及陶瓷中杂质含量达１０－１０ｇ／ｇ;表面ｌ－１０ｎｍ内存在１０－１０—１０ｇ／ｃｍ２极微量物质的成分、元素分布、原子排列、化学结合等差异?...     

微弱信号检测实验教学研究

根据教学实践，阐述微弱信号检测实验开设的必要性，介绍了微弱信号检测的物理模型，设计了近代物理实验微弱信号检测专题实验的开设方案．     

微弱光信号检测电路的实现

为将微弱光信号有效地转换为电信号以方便后级电路处理,设计了微弱光信号检测电路。电路由光电转换和前置放大两部分组成。光电转换电路采用低输入偏置电流运算放大器AD 549实现;前置放大电路使用对称三极管组成的对数比率放大电路实现,并在同等条件下与集成电路LOG 100组成的前置放大电路相比较。实际测量表明,该放大电路设计可有效放大低于1 nW的微弱输入信号,同时对噪声也有很强的抑制作用,而由LOG 100组成的电路对噪声的抑制能力明显衰减。     

微弱激光脉冲信号的相关检测

利用二元光电探测器接收激光脉冲信号,然后根据互相关检测的原理设计了信号处理电路,对接收到的信号进行处理,使其信噪比得到改善。在实验中选用不同的延迟时间τ进行检测,并给出了实验结果,且对实验结果进行了比较。实验表明,根据实际情况选择正确的延迟时间,可以达到较高的信噪改善比,满足大多数使用需求。     

OE5001微弱信号检测教学实验箱(配套数字锁相放大器使用)

正锁相放大器特征参数:测量信号的频率范围为1mHz至102kHz;满量程刻度输出时的输入电平为1nV至1V;时间常数为10μs至3ks,动态储备大于100dB。教学实验箱功能:强噪声背景下信号提取、微小阻抗测量、白噪声测量、声速测量等。并配套教学视频及教学讲义。概述中山大学物理学国家级示范中心从事微弱信号检测的科研及教学仪器十多年,推出了一系列面向科研及实验教学的微弱信号检测仪器,并申请了数十项专利。在科研方面推出的数字锁相放大器OE1022在稳定性、收敛     

微弱信号检测讲座第七讲 信号平均

本讲座的第三讲介绍了锁相放大器利用相关检测原理实现对周期信号振幅的检测．然而,在实际的信号检测中,往往还希望从噪声中恢复信号的波形．它通常是一个很复杂的宽带函数．这时,利用锁相放大器已不再有效,需要借助其它微弱信号检测方法和仪器来恢复原始信号波形．假如被噪声混杂而变得模糊的信号是在已知时刻重复出现的,则可利用信号平均技术使它清晰地复现．ＢＯＸＣＡＲ平均器、数字多点平均器和数字ＢＯＸＣＡＲ平均?...     

微弱信号检测讲座：第五讲 超导电子器件在微弱电磁信号检测中的应用

超导电子器件是一种低温电子器件,它是基干约瑟夫森(Josephson)效应而研制成功的一种新型电子器件.它的基本结构如图1中的插图那样,是一个具有三层结构的二端器件,其中S1和S2是两块超导体。中间由一薄层绝缘体隔开,这层绝缘体的厚度只有几nm. 一、超导电子器件的特性 1.它的直流 I-V 曲线如图1中的曲a　所示.如果逐渐增大通过此二端器件的电流,那么在开始时,器件两端电压为零;当通过的电流达到Ic时,电压从零跳到Vg;当电流继续增大时,电压沿着一条二次曲线上升.如果在此二端器件上加一个直流磁场,则 Ie会减小;当磁场从零增加到某个值Hl时…     

Duffing振子微弱信号检测方法研究

在前期实验工作的基础上,从理论分析的角度,提出了利用Duffing振子从大周期态向混沌态的相变 作为判据的微弱周期信号检测方法,给出了检测原理,并论证了其可行性;从过渡带影响和检测概率两方面 将该方法与传统的检测方法进行了比较分析,并对两者的检测性能进行了仿真对比.分析和仿真结果都显示,相同条件下, Duffing振子从大周期态向混沌态的相变受过渡带影响更小,所提方法具有更好的检测性能. 实验数据还表明, Duffing振子检测微弱信号只能基于单向相变, 利用阵发混沌进行频差检测只适用于待测信号信噪比较高的情况. 关键词： Duffing 混沌 检测 过渡带     

全国微弱信号检测学术交流讨论会简讯

根据1978年中国物理学会年会的决定.“全国微弱信号检测学术交流讨论会”于1979年8月8日至15日在北京召开.会议由中国科学院二局主持,中国科学院物理研究所具体筹办.在筹备过程中,得到全国有关单位的热烈支持.会议收到论文及提纲70余篇,经审阅选择51篇论文在会上宣读.参加单位50个,代表78名.大会由中国科学技术大学付校长钱临照同志任领导小组组长,中国物理学会付理事长甘柏同志任付组长.中国科学院付院长钱三强同志出席大会并作了重要讲话.会议得到中国仪器仪表学会的关心和支持.会议期间展出了国内外有关弱信号检测仪器.并作了表演. 正如…     

近红外微弱光信号检测镜头的研制

运用ZEMAX设计了一款大孔径、小畸变微弱光信号检测镜头,与高灵敏近红外CCD图像传感器匹配,实现了对微弱单态氧¹O₂信号的实时、快速、高准确度的检测.检测镜头相对孔径1:0.86,半像高为6.3 mm,光谱范围为1 250~1 290 nm,放大倍率为1X,畸变小于0.1%.运用AutoCAD设计光学系统的机械结构,采用双高斯对称式结构以降低成本,手动聚焦、直插式滤片切换机构方便实验的调节,检测镜头研制成功并在实验中采集到较好的微弱单态氧¹O₂信号.     

微弱信号检测讲座 第四讲 引力波检测

类似于投石激起平静水面的涟漪,引力波（又称引力辐射）是物质加速运动使引力场产生的波动．广义相对论预言：引力波类似于电磁波,也是横波,并以光速传播,且具偏振性质．引力波产生的潮汐力能使两分离粒子间的距离产生变化,检测这些变化可以了解波源物质运动的信息．理论计算表明,物质运动辐射引力波以及物质对引力波的吸收,其效率都十分低．这是因为引力相互作用十分微弱,而动量守恒定律又决定了不可能有偶极引力辐射?...     

电力系统故障的微弱信号检测方法的研究

为了确保电力系统能够安全稳定的运行,实时检测故障中的微弱信号。通过噪声干扰情况下微弱信号的不同变化进行研究,得到了一种微弱信号的DUFFING混沌检测模型。系统发生故障时会产生相应的微弱信号,运用DUFFING混沌振子法分析不同情况下微弱信号的时域波形和相平面轨迹变化规律,并建立数学检测模型,对其幅值进行混沌检测仿真。结果表明,当r=0.8264V,w=1rad/s时将白噪声和微弱正弦信号同时加入后,此时,混沌状态、大尺度周期状态的相平面运行轨迹依然在进行有规律的运行,可以清晰的观察出需要检测的微弱信号。在强噪声存在于系统中时,该方法明显克服了噪声对信号稳定性的干扰,能精确有效检测微弱信号。系统在应对不同工作环境、仪器设备老化等情况时,提高了检测效率,保证系统的稳定运行。     

Chen系统在微弱信号检测中的应用

微弱谐波信号的灵敏检测具有重要的实际应用意义, 本文利用受控Chen系统来实现强噪声背景下的这种检测. 因动力系统可分解为慢变系统与快变系统的叠加, 这里用平均法对检测系统进行处理得到慢变系统, 并获取使系统由周期轨道突变为稳定平衡点的检测参数临界值. 通过调节检测参数, 观测系统状态变量的变化可判断待测信号是否存在. 仿真结果表明, 此方法可以准确检测出强噪声背景下的微弱谐波信号. 与目前其他基于混沌振子的检测方法相比, 该方案对噪声具有更强的免疫性, 而且可通过理论分析得出检测参数阈值的准确范围, 有利于在相关领域推广应用.     

光声池中微弱光声信号检测

大气中的污染源气体含量很少, 用光声光谱对其进行监测得到的光声信号极其微弱. 本文首先分析微弱信号产生机理, 在分析Holmes Duffing方程的基础上, 提出了适合光声池微弱信号检测的变尺度差分方法. 该方法通过对信号进行尺度变换, 再做差分来检测微弱信号. 理论分析和实验表明, 变尺度差分方法能很好地抑制系统相空间的共模噪声, 而且能很好地凸显混沌状态临界值. 变尺度差分方法测出的信号相对误差都小于5%, 说明其可以用于较高频率、 相位和频率都未知的微弱光声信号幅值检测. 关键词： 光声光谱 微弱信号 幅值 Duffing     

锁定放大器在检测微弱信号中的应用

对锁定放大器的功能原理进行了介绍,并用锁定放大器对微弱信号及加了不同噪声的微弱信号分别进行了测试,实验证明锁定放大器具有良好的检测微弱信号的功能.     

用单光子计数系统检测微弱光信号

阐述了单光子计数实验中采用脉冲幅度甄别器和光子计数器测量光子数的实验原理,绘制了不同光照时间下的实验曲线,讨论了可能影响实验测量精度及产生误差的原因.     

滤波器与随机共振结合检测微弱信号

基于双稳随机共振系统及滤波器的不同特性,本文提出了一种将两者结合起来检测微弱周期信号的方法,先用自适应前置滤波器对输入的弱周期信号及噪声进行滤波,再使其通过双稳随机共振系统,进而检测出弱信号。对比只有双稳随机共振的系统,仿真结果表明此时的输出信号中待测信号频谱幅度得到了很大的提高,且周围的干扰信号也得到了明显的削弱,即两者的结合使用可以更好的检测出微弱信号,这对强噪声背景下的信号检测有很强的实用性。     

《微弱信号检测》一书评介

人类对自然界的探索越深入,所需检测的信息就越微弱.所以在进入八十年代以后,人们已经将微弱信号的检测技术作为科技工作者应该掌握的知识.但由于它发展得太快,国内外还没有一本系统阐述它的参考书.1986年中国教育电视台利用卫星播出陈佳圭研究员的“微弱信号检测”讲座,受到各界的欢迎.他在此基础上修改编写成《微弱信号检测》一书,并由中央广播电视大学出版社出版. 全书共258页,近40万字,其中有图300余幅,表39张,图文并茂,使我们在阅读时增加视觉联想和形象思维.这本书系统全面地阐述了这一领域的基本内容和国内外情况,具有先进性、应用性…