第3版前言

《微弱信号检测》第2版于2011年4月出版以来，已历时8年，重印7次，被多所高等院校用作研究生或高年级本科生教材，若干院校还将此书列入博士生招生或入学考试参考书目，作者特此感谢广大读者的认可。为了适应不断发展和提高的教学需求，应该不断对教材进行精细加工，力求进一步做到表述准确、繁简适当、概念和定义严格； 同时，随着这些年科学技术的迅速发展，新的微弱信号检测方法和技术手段层出不穷，作为工程应用型教材应该及时反映这些新技术的进展。基于以上考虑，应出版社要求，作者对此书第2版做了修订、增删和充实。

第3版中为各章编写了课后习题。对学生来说，做习题是巩固和深化课堂所学概念、原理和应用的重要环节，也是检查知识点掌握情况的重要手段，还可以训练分析问题和解决问题的能力，有助于提高计算能力。对教师来说，习题可以用作考核学生的参考资料，也可以用来丰富课堂讨论内容。在编写习题过程中，结合作者本人的教学经验，考虑到了学生做题的思路和解题过程，还注意到能在书中寻找到解题依据（不排除个别题目需要查阅参考资料）。题目涉及基本概念、技术要点、数学基础、解题技巧等诸多方面，有些应用题还涉及工程实际。

第3版中的改动主要包括以下几个方面： 

1. 对各章内容进行了校订，对一些内容的表述做了修改，去粗取精，删除了一些无关紧要的部分，新增加了一些必要的内容，以求把一些知识点表述得更为清晰准确，尤其是对第2章和第3章改动较多。

2. 增加了第8章混沌检测介绍。虽然微弱信号的混沌检测尚处于初级发展阶段，还存在一些不足，工程应用中还有一些需要解决的问题，但反映了一种新的发展动向，有必要介绍给读者开拓思路。

3. 编写的习题附在各章末尾，在附录中列出了习题答案，以便学生自我检查做题结果。少数题目没有给出答案，以期引发讨论。

4. 对新发现的个别不统一的符号，进行了统一处理。

科学理论和工程实际的发展推动着专业学科的不断提高，虽然作者在第3版的写作中努力将知识概念尽量准确清晰地表达给读者，但限于作者的知识水平和专业经验，书中肯定还存在许多不足之处，欢迎读者提出批评和意见。

高晋占

2019年3月于清华园

第2版前言

《微弱信号检测》于2004年11月由清华大学出版社出版，已重印5次，其中的若干不足之处在第2次印刷中作了更正。尽管如此，随着科学技术的发展，经过全国多所高等院校6年的教学应用，发现书中仍然存在不少需要修订、补充和提高之处，促使作者对本书进行修改和增补。第2版中的改动主要包括以下几个方面：

（1） 部分章节和段落补充了新的素材，增加了有关的IC芯片的介绍，以反映新技术、新器件在微弱信号检测方面的应用。

（2） 部分章节进行了重新编写，在第2章中增加了“噪声特性测量”一节，并改写了“1/f噪声”小节的内容，重写了第3章中的“屏蔽”一节，在第7章中增加了“卡尔曼滤波”一节。

（3） 对全书文字进行了校订，各章内容均有增删和修改，删除了第1版中一些可有可无和阐述不严格的内容。

（4） 对本书部分内容的条理和层次进行了调整，以增强本书的可读性。

（5） 对原版中某些不统一的符号，进行了统一处理，例如IDC和Idc，β0和βDC等。某些符号使用不当，则予以改正。

内容更新和语言推敲是一个无止境的工作，没有最好，只有更好。尽管我已在订正方面做了很大的努力，修正补充了许多内容，我相信肯定还会有一些不尽如人意的地方，书中疏漏和错误在所难免，恳请读者批评指正。

高晋占

2011年1月于清华大学

第1版前言

信息时代需要获取信息，许多科学研究和工程技术的信息需要用检测的方法来获取。在现代科学的发展中，认识未知世界的必要手段是把未知量转换为人们可以感知的某种示值。人类对自然界的探索越深入，所需检测的信息就越微弱。当被测信号非常微弱时，因为被噪声淹没，它们的检测往往变得十分困难。微弱信号检测就是利用近代电子学和信号处理方法从噪声中提取有用信号的一门新兴的技术学科。

微弱信号检测技术在许多领域具有广泛的应用，例如物理学、化学、电化学、生物医学、天文学、地学、磁学等。微弱信号检测所针对的检测对象，是用常规和传统方法不能检测到的微弱量，例如弱光、弱磁、弱声、小位移、微流量、微振动、微温差、微压差以及微电导、微电流等。随着科学技术的发展，越来越需要把深埋在噪声中的微弱信号检测出来。可以说，微弱信号检测是发展高新技术、探索及发现新的自然规律的重要手段，对推动相关领域的发展具有重要意义。 

“微弱信号”不只意味着信号的幅度很小，它主要是指被噪声淹没的信号，“微弱”是相对于噪声而言的。只有在有效地抑制噪声的条件下放大微弱信号的幅度，才能提取出有用信号。因此，微弱信号检测是一门专门与噪声作斗争的技术，其主要任务是提高信噪比。为了从噪声中提取出有用的信号，就需要研究噪声的来源和性质，分析噪声产生的原因和规律，以及它们的传播途径，有针对性地采取有效措施抑制噪声，研究被测信号和噪声的统计特性及其差别，以寻找出从背景噪声中检测出有用信号的理论和方法。

本书内容分为7章。第1章介绍随机噪声的统计特性，这是后续各章和读者继续阅读和学习的理论基础。第2章介绍电路内部固有噪声源及其特性，对各种电子器件的噪声性能进行分析，并阐述低噪声放大器设计中需要考虑的几个问题。第3章介绍干扰噪声的来源、特点及各种耦合途径，并详细介绍屏蔽和接地对于各种干扰噪声的抑制作用，以及其他一些常用的抗干扰措施和微弱信号检测电路设计原则。

经过多年的研究和实践，科技工作者提出和发展了一些从噪声中提取微弱信号的有效方法和技术，包括锁定放大、取样积分、相关检测、自适应噪声抵消等。本书的第4～7章分别介绍这些方法的理论基础、设计实现以及一些应用实例。

微弱信号检测技术仍在继续发展，不断出现新的研究成果。例如，基于人工神经网络、小波变换、混沌理论的微弱信号检测理论和方法都已经取得可喜的进展，限于篇幅本书不予介绍。

本书可用作自动化、电子工程、物理、生物医学工程、核技术、测试技术与仪器等专业的研究生和高年级本科生教材，也可供涉及电子噪声、低噪声设计、电磁兼容性、微弱信号检测的工程技术人员参考。

由于作者水平有限，书中难免存在缺点和错误，殷切希望广大读者批评指正。

高晋占

2004年6月于清华大学