摘要

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摘要：

很多微弱信号通过相应的传感器变为微弱电流或者微弱电压，再经过转换与放大，使其幅度易被后续电路处理，从而指示出被测量的微弱信号的大小。因此，微弱电流及微弱电压的测量水平在一定程度上决定了其它微弱信号的测量能力。随着科学技术的发展，微弱电流信号检测技术在许多领域得到了非常广泛的应用，并极大地促进了相关技术领域的发展。因此，对微弱信号进行检测的需要日益迫切，它是发展高新技术、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的意义。

微弱是相对于噪声而言的，所以只靠放大并不能检测出微弱信号，只有在有效地抑制噪声的条件下增大微弱信号的幅度,才能提取出有用信号。因此,不仅要研究增大微弱信号的理论方法和设备,从而选择最佳的方法。还必须研究噪声的来源和性质,分析噪声产生的原因和规律以及噪声的传播途径,有针对性地采取有效措施抑制噪声。

研究内容简介：

一般情况下，电流检测主要是针对直流信号，对于交流信号需要经过检波与滤波后转换成直流信号后再进行检测。在检测微弱电流时，按转换方法可分为两大类，一种是将微弱电流转换成电压，即I-V 变换；另外一种是将微弱电流转换成频率，即I-F 变换。具体的检测方法(器件)有高输入阻抗法、运算放大器直接放大、噪声分析法、单片机程控、免疫微传感器性物芯片)、光电藕合器、混沌检测法、小波分析法、窄带滤波法、双路消噪法、同步累积法、锁定接收法、相关检测法。本论文在微弱电流检测方法方面作了一些研究，根据实际检测时遇到的问题，在传统方法的基础上提出了一些优良的改进方法，包括T 型反馈电阻网络I-V 转换法与长时间数字电流积分法。

有效抑制噪声，提高信噪比，减小干扰对微弱电流的放大是检测微电流时的难点和重点。在检测电流的实际操作中，干扰源来自多方面，有的来自器件本身，有的来自外部。对于外部干扰，要注意在硬件设计过程中合理选择各元器件，合理设计电路板的布局。对于内部干扰，选择稳定性好、噪声小的器件，在电路上和工艺上采取了相应的措施。从而可以在整体上减少许多不必要的干扰，提高检测的灵敏度和精确度。



一般说来，检测电流主针对的要是直流信号，如果是交流信号可以通过检波和滤波以后后转换为直流信号，然后再进行检测。

信噪比是度量通信传输系统传送质量可靠性的一个主要技术指标。根据通信中不同的需要，有不同的表达方式。

在调制信号传输中，信噪比一般是指信道输出端，即接收机输入端的载波信号平均功率与信道中的噪声平均功率的比值，可称为载噪比。

在模拟通信系统中，信噪比一般是指通信终端机解调器输出端的信号平均功




率与噪声平均功率的比值。工程上还采用解调器输入信噪比与输出信噪比间的一组曲线，来定量比较不同的模拟调制与解调方式的通信质量的优劣。例如:当解调器输入信噪比相同时，输出信噪比调频比调幅好，同步检波比包络检波好。

在数字通信系统中，信噪比一般是指终端机的数字解调器或译码器输出端的每个数字波形(比特)的平均信号能量E与单位频带内的噪声功率N0的比值E/N0，又称为归一化信噪比或能量信噪比，是常用的指标。也可用E/N0与差错(误码)概率Pe间的一组曲线表示不同的数字调制与解调，或不同类型信道编、译码的通信质量的优劣。例如，在解调器输出端有同样质量要求(相同的差错率)时，对信噪比的要求移相比移频低(好)，移频又比移幅低，相干检测比非相干检测低，采用信道编译码比不采用的低。因此，选用最佳的调制解调器是提高通信系统信噪比的主要手段。

信噪比作为设备、系统的基础指标之一，必须得到应有的高度重视。增大或改善信噪比是提高通信传输质量的一项主要任务。该技术在物理学、军事侦察、化学、生物医学、电化学、天文学、磁学、地学等领域具有非常广泛的应用。比如，近几年来，由于生物芯片的飞速发展，对生物传感器的开发与研究越来越火，各种类型的传感器也随之产生。其中一个研究热点就是运用酶传感器来探究分子水平上的生命现象。这项研究的一个重要工具就是生物微电极，它具有高信噪比和很快的响应速度，可当做电化学探针深人到待测体系中，在快速电化学反应、生物活体监测以及微区分析等方面具有很大的优势。微电极大部分是电流输出型，通过制做微电极再固定相应的敏感膜便可以得到安培型免疫传感器，利用酶的催化放大作用以及抗体抗原之间的亲和作用，然后检测流过的微电流信号，便能实现生物分子的识别与检测，在今后有广阔和持久的发展空间。又比如，在扫描探针显微镜中也应用到了微电流检测技术。

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