五章光电探测系统的信噪比.ppt
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1、2019/8/2,1,第五章 光电探测系统的信噪比,5.1 信噪比的概念 噪声对测量的影响、噪声的类型 5.2 噪声源 几种典型的内部噪声、典型传感器的噪声分析 5.3 信噪比与系统参数 探测系统放大器的噪声系数、噪声等效带宽、红外成像系统的温度分辨率 5.4 信噪比改善技术 频域处理、背景和信号的水平调整、光子计数、基于调制的改善技术、双光束&双通道技术、时域滤波技术、基于多阵列信号处理的技术、其他技术118,2019/8/2,2,5.1 信噪比的概念,测量仪器的精度取决于测量原理和测量方法。对于具体光电探测系统,测量精度最终受信号噪声的限制。所谓噪声,指探测器所接收到的、对信号有明显干扰作
2、用的一切信息。事实上,噪声对探测系统性能的影响是如此之大,以至于系统开发过程中的参数优化的一项重要的工作就是降低噪声的相对量或增加信噪比。 对光电探测系统而言,引入噪声的途径很多,如光源、直接进入或散射漏入光路中的其它辐射,光路器件本身的干扰(如像差、平面度误差),辐射换能器的多种噪声、信号数字化的量化误差、信号处理电路自身的噪声,等等。这里,噪声的概念不包括操作失误、读数误差等因素。,5.1.1 噪声对测量的影响,2019/8/2,3,当测量误差的分布规律可以知道或可以被合理地近似处理(例如采用正态分布代替)时,就可以利用测量得到的信号均值、标准偏差来估计一定概率下真值的取值范围(可靠范围,
3、或称置信区间),其概率则称为置信概率或置信度(置信水平)。,2019/8/2,4,5.1.2 噪声的类型,噪声可分为 加性噪声和乘性噪声 基本噪声和非基本噪声 白噪声、频谱与频率成反比的1/f噪声、干扰噪声 外部噪声、内部噪声,2019/8/2,5,5.2 噪声源,光电探测系统的噪声来自光源、光路、光电探测器、放大、A/D转换及处理电路等各个环节。,2019/8/2,6,5.2.1 几种典型的内部噪声,2019/8/2,7,2019/8/2,8,2019/8/2,9,5.2.2 典型传感器的噪声分析,2019/8/2,10,2019/8/2,11,2019/8/2,12,5.2.2.2 光电二
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