微弱信号检测技术练习思考题.doc

《微弱信号检测技术》练习题 1、证明下列式子： Rxx(()=Rxx(-() ( Rxx(()(≤Rxx(0) Rxy(-()=Ryx(() ( Rxy(()(≤[Rxx(0)Ryy(0)( 2、设x(t)是雷达的发射信号，遇目标后返回接收机的微弱信号是(x(t-(o)，其中(?1，(o是信号返回的时间。但实际接收机接收的全信号为y(t)= (x(t-(o)+n(t)。 若x(t)和y(t)是联合平稳随机过程，求Rxy(()； 在（1）条件下，假设噪声分量n(t)的均值为零且与x(t)独立，求Rxy(()。 3、已知某一放大器的噪声模型如图所示，工作频率fo=10KHz，其中En=1(V，In=2nA，(=0，F1=2dB，Kp1=12dB，F2=6dB，Kp2=10dB，且Kp1、Kp2与频率无关，B=3KHz，To=290K，10nV，满刻度指示为1V，每小时的直流输出电平漂移为5(10-4FS；对白噪声信号和不相干信号的过载电平分别为100FS和1000FS。若不考虑前置BPF的作用，分别求在对上述两种信号情况下的Ds、Do和Di。 6、下图是差分放大器的噪声等效模型，试分析总的输出噪声功率。 7、下图是结型场效应管的噪声等效电路，试分析它的En-In模型。 8、R1和R2为导线电阻，Rs为信号源内阻，RG为地线电阻，Ri为放大器输入电阻，试分析干扰电压uG在放大器的输入端产生的噪声。 9、如图所示窄带测试系统，工作频率fo=10KHz，放大器噪声模型中的En=(V，In=2nA，(=0，源阻抗中Rs=50(，Cs=5(F。请设法进行噪声匹配。(有多种答案) 10、如图所示为电子开关形式的PSD，当后接RC低通滤波器时，构成了锁定放大器的相关器。K为电子开关，由参考通道输出Vr的方波脉冲控制：若Vr正半周时，K接向A；若Vr负半周时，K接向B。请说明其相敏检波的工作原理，并画出下列图(b)、(c)和(d)所示的已知Vs和Vr波形条件下的Vo和Vd的波形图。 11、某信号处理系统的灵敏度(即最小可检测电压)(Vmin=2(V，等效输入噪声电压方差E2=4mV，求：（1）当要求SNIR=1000时，最小的输出信噪比(S/N)out；（2）当要求(S/N)out≥20dB时，对应的输入信号电压Vmin。 12 写出对晶体三极管无噪声化过程的步骤。 13 GaAs(MESFET 主要有下列噪声源：（1）沟道热噪声；（2）栅极散粒噪声；（3）1/f噪声；（4）极间感应噪声。画出“无噪声化”的GaAs(MESFET噪声模型。 14 一低噪声放大器，在工作频段的噪声为：En=10-8V/√Hz，In=10-13A/Hz，信号源的内阻Rs=10?，如果采用变压器匹配，匝变比n=100，试说明匹配后放大器的噪声性能改善程度。 15 利用扫描型Boxcar平均器的Ts表达式，证明对于数字迭加系统的测量时间为Ts=nT，其中T为信号周期，n为信号的测量次数。 Boxcar定点型和扫描型的参数有何区别？ 白噪声是一种什么噪声？ 1/f噪声、散粒噪声和热噪声是怎样产生的？如何表示？ 噪声系数如何定义？与SNIR成倒数关系吗？ 放大器的噪声模型如何表示？等效输入噪声是什么？ 什么叫最佳源电阻？什么叫噪声匹配？ 噪声系数与最小噪声系数有何关系？ 放大器的窄带噪声与宽带噪声有何区别和联系？ 什么是等效噪声带宽？几何意义是什么？ 求En—In模型及计算Rsopt，Fmin(简要说明每一种方法的思路) 什么是电磁干扰的三要素。 17 对于下图，RIN的值要有什么样的限制，才能使感应到放大器的噪声小于信号电压Vs的0.1%。 题17图 18、如下图，信号源到地端有200pF的分布电容，如果两接地点间的噪声电压为： （1）60Hz，100mV； （2）6000Hz，100mV； 试求出放大器感应到的噪声电压。 题18图 19、下图为一典型的电磁滤波器，请指出滤波器的哪些元器件的功能属于共模滤波器，哪些元器件的功能属于差模滤波器？ 题19图 典型电磁干扰滤波器 20、如下图，若导体1与导体2的分布电容为50pF，而各导体对地的分布电容为150pF，导体有200kHz，10V的交流信号，如果RT为 (1)无限大阻抗； (2)1000欧姆的阻抗； (3)100欧姆的阻抗； 试求导体2感应到的噪声为多少？ 题20图 21、如下图，导体2外面有一接地的屏蔽体。导体2与屏蔽体间的电容为100pF。导体2与导体1间的容量为1 pF，而导体2与接地的电容为5pF。导体1上有100kHz,10V的交流信号，若RT为 (1)无限大阻抗； (2)1000欧姆的阻抗； (3)50欧姆的阻抗； 试求导体2感应到的噪声为多少？ 题21图 微弱信号检测技术习题 (2006.3) 1 某信