前沿科研--极微弱信号精确测量

微弱信号，主要指声信号、光信号或电信号等消息强度低，既小又弱，不易被接收、感觉到或设备接收。

微弱信号是指深埋在背景噪声中的极其微弱的有用信号。随着科学技术的不断发展，被噪声掩盖的各种微弱信号的检测（如、弱光、微温差、微振动、弱磁、微电流等）愈来愈受到人们的重视 [1] 。

微弱信号的概念可以从两个方面理解：1）相对性，信号幅值相对于噪声很微弱，如输入信噪比；2）绝对性，信号幅值极小。

微弱信号与噪声干扰

微弱：一般幅值小，但其实是相对噪声。

检测特点：遏制噪声（内部、外部）放大信号。提高信噪比。

对象：研究噪声、信号。研究两者区别，并且利用该区别研发设备和方法

相对性：信号噪声可转换确知信号。确知信号：能够以确定的时间函数表示的信号，它在定义域内任意时刻都有确定的函数值。例如电路中的正弦信号和各种形状周期信号等。随机信号：在事件发生之前无法预知信号的取值，即写不出明确的数学表达式，通常只知道它取某一数值的概率，具有随机性。例如，半导体载流子随机运动所产生的噪声和从目标反射回来的雷达信号（其出现的时间与强度是随机的）等都是随机信号。

所有的实际信号在一定程度上都是随机信号。

信号分析方法：

信号的性质可以从频域和时域两方面进行分析。

频域分析常采用傅里叶分析法。时域分析主要包括卷积和相关函数。

噪声与干扰的定义：

噪声：通常把由于材料或器件（内部电路器件）的物理原因产生的扰动称为噪声，频谱分布一般比较宽。

干扰：把来自外部（人为或者自然）的扰动称为干扰，往往有一定的规律性和途径，可以减少或消除。

广义噪声：就是扰乱或者干扰有用信号的某种不期望有的扰动。

噪声虽然无用，但是它时刻不在，既然躲不过，那么回避不如勇敢面对。

NF_印刷目录cn_PDF_2019_页面_05.jpg 微弱信号检测

微弱信号检测对淹没在背景噪声中微弱信号的测量。有三个特点：1.需要噪声系数尽量小的前置放大器；2.需要研制适合微弱检测原理并能满足特殊需要的器件；3.利用电子学和信息论的方法，研究噪声的成因和规律，分析信号的特点和相干关系。

锁相放大器是一种检测淹没在噪声中的重复信号（交流）的测量仪器。

也可将其看成是一种具有抗噪声性能的高灵敏度交流电压表。在进行测量时，除了一些特殊情况，都需要参照信号。一般情况下，直接把测量用的信号源连接到参照信号输入端。它广泛地应用在分光分析等物理化学研究领域。

前置放大器（电流信号或电压信号）

SA系列是用于极微弱信号检测的前置放大器系列，该系列是以取得前置放大器至今从未有过的低噪声为目标而开发的。根据频带、输入形式、输入阻抗不同，本系列分为9种型号的前置放大器可供选用。另外还备有专用的电源和用于驱动传感器的电源。

可适用于各种各样的用途，包括作为各种传感器的前置放大器、作为提高分析仪器和测量仪器等　的灵敏度或降低噪声而采用的前置放大器等等。

	用于量子计算机超导电设备的信号放大
	用于检测红外线的MCT（Mercury Cadmium Tellurium）传感器
	用于检测微弱磁场的SQUID超导传感器
	用于检测微波的高温超导约瑟夫逊元件
	用于MRI（磁共振成像）的电磁波传感器
	光电倍增管、光晶体管等的光检测元件
	其他各种传感器、元件、分析设备等需要低噪声和高速响应的领域

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精密低噪声电源

LP5393和LP5394为输出噪声电压低于10µVrms的低噪声直流电源。
不仅仅是电路技术，还有电源内部的屏蔽构造都使得该产品实现了与电池所相同水平的低噪声。LP系列电源不单纯是低噪声输出，与一般直流电源相比，还具备了非常优秀的温度稳定性。对于测量易受噪声和电压稳定度影响的微小信号电路来说，是十分合适的。通常可以作为低噪声前置放大器的直流电源来使用。


LP5393	LP5394

低噪音：低于 10 µVrms(typ.) (频率范围: 10 Hz to 20 MHz)

低漂移：±10 ppm/℃ typ.

LP5393	LP5394
输出噪声	10 µVrms以下 (typ.)
输出电压稳定度	±10 ppm/°C (typ.)
电压设定范围	-	3 V, 5 V, 10 V 或 15 V F.S.（可选）
输出电压（双输出）	±12 V ～ ±15 V	0 V ～ ±15 V （最大电压是电压范围 F.S. ）
电压调节	电压输出调节器	10转电压调节旋钮
输出电流	0.1 A max.

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微弱信号与噪声干扰

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