微弱信号检测技术 光学基础和测试技术
微弱信号检测技术 光学基础和测试技术
取样积分器 BOXCAR
一、取样积分器BOXCAR
取样积分器 取样积分器( Boxcar),是一种微弱信号检测系 统。它在原理上是很古老的,它利用周期性信号 的重复特性,在每个周期内对信号的一部分取样 次,然后经过积分器算出平均值,于是各个周 期内取样平均信号的总体便展现了待测信号的真 实波形。因为信号提取(取样)是经过多次重复的, 而噪声多次重复的统计平均值为零,所以可大大 提高信噪比,再现被噪声淹没的信号波形
取样积分器 取样积分器(Boxcar)， 是一种微弱信号检测系 统。它在原理上是很古老的，它利用周期性信号 的重复特性，在每个周期内对信号的一部分取样 一次，然后经过积分器算出平均值，于是各个周 期内取样平均信号的总体便展现了待测信号的真 实波形。因为信号提取(取样)是经过多次重复的， 而噪声多次重复的统计平均值为零，所以可大大 提高信噪比，再现被噪声淹没的信号波形
取样积分器的工作原理 1、取样门及积分器 取样点的值,应是信号和噪声的和,若输入信号 为V,经过积分器m次积累后所得到的输出电压为 V=∑Vn=m P=v
一、取样积分器的工作原理 1、取样门及积分器 取样点的值，应是信号和噪声的和，若输入信号 为Vsi，经过积分器m次积累后所得到的输出电压为 1 2 m si si i s si V V mV P V = = = =
取样门及积分器 ny九mwL LLLLLLLLLLLLLLLLL T:信号周期 △7:取样间隔 T取样周期 T=T+△T 固定位置取样及同步积累原理
取样门及积分器
噪声电压是随机量v,经过m次积累以后, 相加所得值ⅴ仍为随机变量 E(n)=-∑E(Vm)=0 P=D(m)=E-E(I=E[] ∑D(m)
噪声电压是随机量Vni ，经过m次积累以后， 相加所得值Vn仍为随机变量 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 1 2 2 2 1 1 0 1 m n ni i m n ni i n n n n n m ni ni i V V E V E V m P D V E V E V E V P D V m m = = = = = = = = − = = =
通过累积以后获得的倍噪比为 ni/ m 通过累积以后信号噪声幅值比(SNR)为 √m
通过累积以后获得的倍噪比为 2 2 s si si n ni ni P V V m P P m P = = 通过累积以后信号噪声幅值比(SNIR)为 s si n ni V V m V V =
个取样积分器的核心组件是取样门和 积分器,通常采用取样脉冲控制RC积分 器来实现,使在取样时间内被取样的波 形作同步积累,并将所积累的结果(输出) 保持到下一次取样
一个取样积分器的核心组件是取样门和 积分器，通常采用取样脉冲控制RC积分 器来实现，使在取样时间内被取样的波 形作同步积累，并将所积累的结果(输出) 保持到下一次取样
观察测量时间)V=(l-e") 取样门 32 C FV(0.632) Te=R Ce 不完全积分器 完全积分器 y=H(1+e”") T (a)取样门积分器 几JnnJ几 (b)取样积累过程门脉 取样门积分器的工作原理
取样积分器通常有两种工作模式,即定 点式和扫描式。定点式取样积分器是测量 周期信号的某一瞬态平均值; 扫描式取样积分器则可以恢复和记录被 测信号的波形。下面分别讨论这两种模式
取样积分器通常有两种工作模式，即定 点式和扫描式。定点式取样积分器是测量 周期信号的某一瞬态平均值； 扫描式取样积分器则可以恢复和记录被 测信号的波形。下面分别讨论这两种模式