微弱信号检教学大纲.docVIP

微弱信号检测 Detection of Weak Signals 课程代码学位课程/非学位课程：非学位课程 学时/学分：30/2 先修课程：模拟电子技术、信号处理技术基础。 一、课程在人才培养中的地位和作用 《微弱信号检测》是测控技术与仪器专业一门专业选修课。微弱信号检测技术的首要任务是提高信噪比，需要采用电子学、信息论、计算机和物理的方法，从强噪声中检测出有用信号，本门课是《信号处理技术基础》的应用与延伸，使学生在学过模拟电子技术与数字电子技术等专业基础课后，接触到处理电路内部噪声和外部环境噪声又一个方法。学习本课程应具备《模拟电子技术基础》、《信号处理技术基础》及《微机原理与接口》的基础。 二、课程教学目标 通过《微弱信号检测》课程的教学，使学生熟悉随机噪声及其统计特征，熟悉干扰噪声及其抑制，熟悉锁定放大、取样积分和相关检测等几种微弱信号检测方法，并能将这些方法应用到实际的电路设计中去。 （一）知识目标 本课程是《信号处理技术基础》的应用与延伸，通过本门课程的学习，使学生掌握随机噪声概率密度函数、均值、方差等参数，熟悉几种常见随机噪声的性质；了解放大器的噪声源和噪声特性，熟悉几种器件如二极管、三极管、场效应管的噪声模型，了解低噪声放大器的设计方法；了解环境噪声的来源及传导途径；熟悉几种微弱信号的检测方法。 （二）能力目标 通过本课程的学习，使学生掌握随机噪声的分析与设计方法，根据这些方法设计出适合工程要求的前置放大器即低噪声放大器，同样，根据这些方法指导高精度及高速PCB电路的设计。本课程具有较强的针对性和实践性，又能扩大学生的知识面，其能力目标是使学生综合相关学科知识，具有成功设计出实际电子产品，提高工程实践能力。 （三）素质目标 通过《微弱信号检测》课程教学,应注重培养学生以下素质： （1）分析综合的素质——通过《微弱信号检测》课程教学，培养学生运用所学知识对随机噪声和环境噪声进行分析的能力；具有综合所学知识，在测控系统的设计及构建中，进行产品开发及创新的素质。 （2）创新意识——通过《微弱信号检测》课程的学习，激发学生的求知热情和创新欲望，在测控系统设计及研发中，运用微弱信号检测知识，突破传统教学中的测控系统理念，能开发出斩新的具有抗干扰设计的测控系统。 （一）课程的知识体系 知识领域1：微弱信号检测与随机噪声（CL1） 知识单元AP1: 微弱信号检测概述，常规小信号检测方法（2学时）； 知识单元AP2: 随机噪声及其统计特征（2学时）； 知识单元AP3: 等效噪声带宽（2学时）； 知识领域2：放大器的噪声源和噪声特性（CL2） 知识单元BP1: 电子系统内部的固有噪声源（2学时）； 知识单元BP2: 放大器的噪声性能分析（2学时）； 知识单元BP3: 低噪声放大器的设计方法（4学时）； 知识领域3：干扰噪声及其抑制（CL3） 知识单元CP1：环境干扰噪声（8学时）； 知识单元CP2：干扰耦合途径及屏蔽（8学时）； 知识领域4：常用微弱信号检测方法（CL4） 知识单元DP1：锁定放大； 知识单元DP2：取样积分与数字式平均； 知识单元DP3：相关检测； （二）课程涵盖的知识单元 序号 知识领域 核心知识单元（参考学时） 选修知识单元 （参考学时） 1 微弱信号检测与随机噪声（CL1） AP1，AP2，AP3（6学时） 2 放大器的噪声源和噪声特性（CL2） BP1，BP2，BP3（6学时） 3 干扰噪声及其抑制（CL3） CP1，CP2（6学时） 4 常用微弱信号检测方法（CL4） DP1，DP2，DP3（12学时） （三）知识单元的描述 知识单元CL1: 微弱信号检测与随机噪声 参考学时：6学时 知识点： 微弱信号检测概念； 随机噪声及其统计特征； 常见随机噪声 学习目标： 1.了解微弱信号检测概念 2.熟悉随机噪声及其统计特征及常见随机噪声； 知识单元CL2: 放大器的噪声源和噪声特性（CL2） 参考学时：6学时 知识点： 电子系统内部的固有噪声源 放大器的噪声系数 二极管和三极管的噪声特性 场效应管的噪声特性 低噪声放大器的设计 学习目标： 1．掌握电阻、PN结、1/F噪声及爆裂噪声的特性； 2．分辨噪声因素和噪声系数； 3．掌握二极管、三极管和场效应管的噪声特性； 4．熟悉低噪声放大器的设计。 知识单元CL3: 干扰噪声及其抑制（6学时） 参考学时：6学时 知识点： 环境干扰源及频谱分布 干扰耦合途径 屏蔽和隔离 学习目标: 1．分辨环境干扰源及频谱分布； 2． 掌握电源耦合、电场耦合、磁场耦合、电磁辐射耦合的分析方法； 3．掌握屏蔽和隔离的工作原理及工程设计方法。 知识单元CL4: 常用微弱信号检测方法（核心） 参考学时：12学时 知识点： 锁定放大器中的频谱迁移及工作原理； 锁定