传感器的信噪比，提高信噪比的方法

传感器的信噪比，提高信噪比的方法 
 

传感器的信噪比，是表示传感器检测微弱信号能力的一种评价指标，指的是传感器接收的被信号量与噪声量的比值。它是传感器的一个基本技术术语，无论在直流或交流信号的处理与识别中都适用。通常用信噪比（记为S/N或SNR）作为信号与噪声强度的比率评价指价。

提高传感器信噪比的方法有：

1、差动法

采用两个工作原理和特性完全相同的传感器差动组合，使其输出为两者之差，则可在输出信号中基本消除混入于两个传感器中相位相同的噪声，从而得到较高的输出信噪声比。

其主要缺点在于：但由于两个特性相同的传感器内部分别产生的噪声，由于是统计独立的，因此采用差动方法不能消除它们，输出噪声是两个噪声的均方根值。

2、相关法

利用信号处理技术中的互相关函数分析方法，计算信号发射端和接收端两路信号之间的时间延迟。主要用于检测传感器的输出信噪比较低，且信号与噪声同样微弱时，利用相关法将两个特性完全相同的传感器中的输出信号与噪声分离开来。

3、调制法

采用调制方法，如机械、光学和电学等调制方法，使传感器的输出调制信号，并用窄带滤波使之低噪声化，可有效地抑制1/f噪声，这时传感器后续电路可采用交流放大器，也就无直流放大器的漂移问题。

以上三种方法是针对传感器而言所提出的三种提高信噪比的方法，那么，就整个系统而言，应从全局出发来考虑信号处理系统的信噪比提高问题，从整个信号检测与识别系统全面考虑，综合应用技术措施降低噪声，提高信噪比。可以从如下几个方面去考虑：

1）传感器的选择。从抗干扰和提高信噪比角度，要求选择适于设计检测系统的传感器类型、响应频带及其他适宜参数的传感器，以期消除或抑制输入噪声，并减少或消除自身产生的噪声或失真。

2）增强传感器检测系统中的信号传输能力。系统中的放大（包括前置放大与主放大器）、滤波／检波与预处理电路，计算机接口电路，输出电路等自身应该是低噪声的，如低热噪声、低电磁噪声和少／无伴随噪声的器件、元件与电路，且要求有抗干扰能力的措施，包括必要的屏蔽及通风／冷却措施。

3）根据对信号和噪声的研究分析结果，利用高通、低通或带滤波、或数字滤波技术，滤除或抑制特征频段外的各种噪声和信号，使特征频段内的信噪比提高。

4）利用相关技术、功率谱分析与倒谱分析等随机信号处理技术进一步剔除噪声，提高信噪比。

5）与信号的特征频段同在的噪声，难于应用滤波技术消除。此时可采用以下方法处理：

①重新进行研究分析，寻找新的高信噪比特征频段代替原有频段；

②与特征提取相结合寻找高信噪比的特征参数，并按它们确定特征频段和降低噪声的其他措施；

③与信号识别技术相结合，统一考虑提高信噪比的硬软件措施；

④利用其他一些先进的识别技术和降噪技术，如微弱信号识别技术、人工智能识别等。