随着科学技术的迅猛发展，各个领域的大动态范围微弱信号的检测愈来愈受重视。大动态范围微弱信号主要指三个方面:信号的幅值很小、被强噪声埋没、动态变化范围很大。因此微弱信号检测的主要工作就是抑制噪声干扰，提取有用的微弱信号，提高信号的信噪比。　　 本论文首先分析了微弱信号检测中存在的噪声，并对噪声的检测与抑制进行了分析，并基于硬件电路简单、软件要求比较低的过采样技术设计了一套动态范围较大的微弱信号采集系统，该套采集系统以引入电路噪声最小为宗旨，采用共模驱动电路和高精度AD，同时实现了与上位机的通讯。然后将该采集系统应用于生物电信号的采集，系统运行稳定，并且采集得到的数据有效。　　 本文还针对两种不同类型的信号的特点，分别进行了不同的算法处理。针对非线性非平稳的微弱信号，由于其没有固定的周期性特点，本文采用具有多分辨率特点的小波变换与从自适应噪声抵消器衍化而来的自适应信号增强器相结合，不仅能提取非平稳的微弱信号，而且系统具有自适应性，可以根据外界环境的变化调整系统的输出。针对具有固定周期，但是背景噪声远远大于有效信号的微弱信号，本文采用一种新兴的适合于微弱信号检测的局部均值分解法，并结合频率的概率密度统计来完成强噪声背景下周期性微弱信号的检测，该方法不需要微弱信号的先验知识，迭代次数较模态分解少，精度高。通过仿真数据与实测数据的分析与处理证明，上述两种方法均有效。　　 本论文的创新点包括:(1)在微弱信号检测中引入共模驱动电路，降低了差分信号缩放电路前的阻容匹配的精度要求;(2)引入了软件算法来滤除工频干扰，扩大了采样系统的适用范围，简化了硬件电路;(3)将小波阈值去噪与自适应信号增强器相结合提取非平稳的微弱信号;(4)采用局部均值分解与频率概率密度统计分析，提取强噪声背景下的周期性微弱信号。