参数。

6：构成分布式光纤传感器的主要技术有哪些？

一、反射法：即利用光纤在外部扰动作用下产生的瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射等效应进行测量的方法。

二、波长扫描（WLS）法：用白光照射保偏光纤，运用快速付里叶算法来确定模式耦合系数的分布，当高双折射保偏光纤受到外部扰动作用时，会引起相位匹配的模式耦合，即光由一种模式转换为另一种模式（即波长）。由于本征模以不同的速度在光纤中传播，所以从两个本征模的相对幅度的大小可以得到被测参数的信息。

三、干涉法：利用干涉仪把被测量对干涉光路中光波的相位调制进行解调，从而得到被测量信息。

第九章

1：试列表比较所介绍的几种微弱信号检测系统的特点与应用场合。为什么说微弱信号检测基本要素是以时间为代价来换取高灵敏度的测量。 答：1 锁相放大器

特点：①要求对入射光进行斩光调制，适用于调幅光信号的检测； ②为极窄带高增益放大器；

③是交流信号---直流信号变换器。相敏输出正比于输入信号的幅度和它与参考电压的相位差。

④可以补偿光检测器中的背景辐射噪声和前置放大器的固有噪声。信噪比改善可高达1000倍。

2 取样积分器 3 光子计数器

特点：①只适合于极弱光（

）的测量，不能测量包含许多光子的短脉冲

强度；

②不论是连续的、斩光的、脉冲的光信号都可以使用，能取得良好的信噪比； ③可直接提供数字输出。

设输入信号为 ，经积分器 次积累后所得到的输出电压为：

输出信号平均功率为：

噪声电压 的数学期望

是随机量，则

噪声平均功率为：

也为随机量，但

通过积累后获得的功率信噪比为：

经过 次积累后，功率信噪比可提高 倍。信号噪声幅值比（SNIR）为：

可见，取点测量次数越大，信噪比改善越明显，但需要的积累时间也越长。微弱信号检测都是以牺牲时间为代价的。

2：以锁相放大器为例，说明去除噪音改善检测信噪比的机理。 答：设输入到乘法器的输入信号和参考信号分别为：

乘法器的输出为：

为差频成分；

滤波得到窄带的差频信号，输出为：

为和频成分。经低通

，输

在输出信号中只是那些与参考电压同频率的分量才使差频为0，即

出直流信号，即：

在输入信号中，只有被测信号本身由于和参考信号有同频锁相关系而得到最大的直流输出。

其他噪声和干扰信号或者由于频率使得

，被相敏检波器截止。

噪声中那些与参考信号同频率（即

（交流、被后低通滤除）、或

）、同相位（即 ）

的噪声分量也能够输出相应的直流信号与被测信号相叠加，但这一部分噪声占白噪声的极小

部分。

锁相放大器能以极高的信噪比由噪声中提取出信号。 3：说明取样放大器的去噪原理和工作过程。

答：原理：是利用周期性信号的重复特性，在每个周期的同一个位处多次采集波形上某点的数值，算术平均值与该点处的瞬时值成比例，于是各周期内取样平均信号也为待测信号的波形。而噪声多次重复的统计平均值为0。

多周期同相位取值平均，可大大提高信噪比、再现被噪声淹没的信号波形。

1、周期信号的取样：满足取样定理（在这里要注意对取样定理的理解） 2、 取样信号的积累平均

4：什么叫光子计数技术？试说明光子计数系统可分为几种类型，说明各种类型的工作原理。

答：光子计数器是利用光电倍增管能检测单个光子能量的功能，通过光电子计数的方法测量极微弱光脉冲信号。

光子计数器分为三种类型：基本型、辐射源补偿型和背景补偿型。 5：电子开关有哪些应用方式？试简述他们的应用特点。 答：光电开关分为主动型光电开关和被动型光电开关。

1、 透射分离型主动开关

2反射型主动开关：当发光管发出的光遇到障碍时，在距离足够近时，由障碍物反射回来的光被接收管接收而使开关运作。可用于位置传感、汽车的紧急制动等。

3光电耦合器:若发光管接在低压电路中，光电接收管接于高压电路中，则可实现由低压电路控制高压电路。

4编码技术型主动开关:发光管发出频率确定的光脉冲；快门打开期间，计数器计数此期

间光电的脉冲数（ N），即可计算出快门的时间（ ）

5被动开关:利用自然光源的特性对光电开关提供信号。因此，被动开关的接收器常用（热电器件、红外光敏电阻、红外光电二极管等）。常用于自动开门或报警系统的控制。 6:电子转速计在进行正反向转速测量时，如何进行判向？给出一种设计方案。

7：试根据光电遥控框图，说明光电遥控原理。

原理：发射出一束较宽的光束，所发的光束里含有控制功能的编码信号。