光電信號(hào)處理習(xí)題答案黑白圖片版

1、1光電信號(hào)處理習(xí)題1光電探測(cè)器按物理原理分為哪兩類，各有何特點(diǎn)？光電探測(cè)器按物理原理分為哪兩類，各有何特點(diǎn)？一類是利用各種光子效應(yīng)的光子探測(cè)器，特點(diǎn)是入射光子直接和材料中的電子發(fā)生相互作用，即光電子效應(yīng)；一類是利用溫度變化效應(yīng)的熱探測(cè)器，特點(diǎn)是基于材料吸收光輻射能量以后溫度升高的現(xiàn)象，即光熱效應(yīng)。1.光子探測(cè)器和熱探測(cè)器特點(diǎn)：光子探測(cè)器a是一種波長(zhǎng)選擇性探測(cè)器，要產(chǎn)生光子效應(yīng)，光子的能量要超過某一確定的值，即光子的波長(zhǎng)要短于長(zhǎng)波限。波長(zhǎng)

2、長(zhǎng)于長(zhǎng)波限的入射輻射不能產(chǎn)生所需的光子效應(yīng)，因而也就不能被探測(cè)出來。另一方面波長(zhǎng)短于長(zhǎng)波限的入射輻射，當(dāng)功率一定時(shí)，波長(zhǎng)愈短，光子數(shù)就愈少。因此理論上光子探測(cè)器的響應(yīng)率應(yīng)與波長(zhǎng)成正比。b速度高。熱探測(cè)器a所有熱探測(cè)器，在理論上對(duì)一切波長(zhǎng)都具有相同的響應(yīng)，因而是非選擇行探測(cè)器。b熱探測(cè)器一般無需制冷。c熱探測(cè)器的響應(yīng)時(shí)間比光子探測(cè)器長(zhǎng)（取決于熱探測(cè)器熱容量的大小和散熱的快慢）。2分別畫出主動(dòng)、被動(dòng)光電探測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，說明各部分的作用。

3、分別畫出主動(dòng)、被動(dòng)光電探測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，說明各部分的作用。被動(dòng)式：被動(dòng)式：主動(dòng)式：主動(dòng)式：需要有光源照射目標(biāo)。3什么是噪聲？噪聲與干擾有何不同？光電探測(cè)系統(tǒng)有哪些噪聲？光電探測(cè)器有哪些噪聲？什么是噪聲？噪聲與干擾有何不同？光電探測(cè)系統(tǒng)有哪些噪聲？光電探測(cè)器有哪些噪聲？噪聲：噪聲：由于元器件內(nèi)微觀粒子隨即的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的有害信號(hào)，稱為噪聲。不同：不同：噪聲是來自元器件內(nèi)部粒子；而干擾是指其他的有害信號(hào)，有系統(tǒng)外部的，也可以有內(nèi)部的。光

4、電探測(cè)系統(tǒng)的噪聲：光電探測(cè)系統(tǒng)的噪聲：光子噪聲，探測(cè)器噪聲，電路噪聲。光電探測(cè)器的噪聲：光電探測(cè)器的噪聲：熱噪聲，散粒噪聲，產(chǎn)生復(fù)合噪聲，1f噪聲，溫度噪聲。4等效噪聲帶寬表示什么意義？與系統(tǒng)的頻率帶寬有何不同？等效噪聲帶寬表示什么意義？與系統(tǒng)的頻率帶寬有何不同？將噪聲功率譜圖按照面積相等變換成矩形，以最大噪聲功率為高，則寬就是等效噪聲帶寬。系統(tǒng)的頻率帶寬指在幅頻特性曲線中高度為0.707倍峰值的兩頻率之差。5放大器的放大器的EnIn噪

5、聲模型并說明意義。噪聲模型并說明意義。放大器的內(nèi)部噪聲可以用串聯(lián)在輸入端的零阻抗電壓發(fā)生器En和并聯(lián)在輸入端具有無窮大阻抗的電流發(fā)生器In來表示。兩者相關(guān)系數(shù)為r。這種模型叫EnIn噪聲模型。意義：意義：可將放大器看作無噪聲，對(duì)放大器噪聲的研究歸結(jié)為分析En、In在電路中的作用。簡(jiǎn)化了電路系統(tǒng)的噪聲計(jì)算。6什么是噪聲系數(shù)，證明放大器的噪聲系數(shù)什么是噪聲系數(shù)，證明放大器的噪聲系數(shù)NF≧1。噪聲系數(shù)：噪聲系數(shù)：輸入端信噪比與輸出端信噪比的比

6、值。，(Ap為放大器功率增益)sisininisinonososononisosoninosiPPPPPPPNFPPPPPPPPP???????????nonipPNFPA??3所以設(shè)計(jì)低噪聲放大器的時(shí)候，應(yīng)盡量減小第一級(jí)放大器噪聲系數(shù)，同時(shí)增大其放大倍數(shù)Ap1。10耦合網(wǎng)絡(luò)的低噪聲設(shè)計(jì)有哪些原則？耦合網(wǎng)絡(luò)的低噪聲設(shè)計(jì)有哪些原則？設(shè)耦合網(wǎng)絡(luò)的阻抗值為：(并聯(lián)阻抗)(串聯(lián)阻抗)cpcpcpZRjx??cscscsZRjx??(1)對(duì)于耦合

7、網(wǎng)絡(luò)中的串聯(lián)阻抗元件：，csnnREI??csnnXEI??(2)對(duì)于并聯(lián)阻抗元件：，，En、In為前放EnIn模型中的En、In參量。cpnnREI??cpnnXEI??(3)為了減少電阻元件的過剩噪聲(除熱噪聲外流過電阻的電流產(chǎn)生的一種1f噪聲)，應(yīng)盡量減小流過電阻的電流，或降低電阻兩端的直流壓降；(4)減少元器件的使用數(shù)，采用簡(jiǎn)單耦合的方法，減少輸出端噪聲，盡可能采用直接耦合，消除耦合網(wǎng)絡(luò)的噪聲；11噪聲測(cè)量與一般電壓測(cè)量有何不同

8、？噪聲測(cè)量與一般電壓測(cè)量有何不同？噪聲的測(cè)量無法用電壓表在輸入端直接測(cè)量，都是在輸出端測(cè)量。測(cè)出的總噪聲是系統(tǒng)內(nèi)部各噪聲綜合作用的結(jié)果。這是因?yàn)樵肼曋刀挤浅Ｐ?，而且分布在放大器的各個(gè)部分的緣故。12畫出正弦波法測(cè)量系統(tǒng)噪聲系數(shù)的框圖，說明工作原理。畫出正弦波法測(cè)量系統(tǒng)噪聲系數(shù)的框圖，說明工作原理。(1)將K1、K2都打在1點(diǎn)，調(diào)節(jié)正弦信號(hào)發(fā)生器，然后在測(cè)量?jī)x表記錄Vo，得出傳輸函數(shù)Avs；(2)將K1打到2點(diǎn)，在測(cè)量?jī)x表處可得出總的噪聲

9、Eno；(3)由得出等效輸入噪聲；0nnivsEEA?(4)由此得到噪聲系數(shù)。210lg4niFsENKTRf??13根據(jù)集成運(yùn)算放大器的參數(shù)計(jì)算其輸出噪聲電壓。根據(jù)集成運(yùn)算放大器的參數(shù)計(jì)算其輸出噪聲電壓。(1)計(jì)算熱噪聲電壓為噪聲電壓有效值，其中，是熱噪聲電壓密度，為，也nBBBBneeBW??BBe4nekTRf??可在頻譜密度圖中查找；BWn是熱噪聲帶寬，BWn=fH﹒Kn，fH是上限截至頻率，Kn是轉(zhuǎn)換系數(shù)，一般為1.57；(2