（2-5）

式中，Pd为光电探测器所能探测到的最小光功率，SNR为光信号经过光电探测器后提高的信噪比。L为传输的损耗，C为光接收机的损耗。

后向散射因子在给定的光纤中是定值，由（1-1）可以知道，增大动态范围的基本途径有三种：

（1）增大Po,即增大入射的光功率

（2）增大τ，即增加脉冲宽度

（3）减小Pn,即提高光接收机的灵敏度

（2）空间分辨率

     空间分辨率（距离分辨率）指OTDR所能分辨的相邻故障点间的最短距离，此指标类似与事件盲区（受菲涅尔反射影响在一定范围内OTDR曲线无法反映光纤链路状态的部分），与脉宽、折射率参数有关。

     空间分辨率的公式:

                                      (2-6)

式中，Vg为群速度，τ为脉宽。

    由(2-4)和（2-6）可以看出。动态范围和空间分辨率在脉宽上有矛盾，无限制地增大脉宽，只会导致空间分辨率变差。为了保持空间分辨率的同时提高动态范围，通常有两种做法：一是对采集的数据进行累加平均，这是时域的方法；二是对光脉冲进行编码，这是空间域的方法。

2。2  数据采集原理

    在分布式光纤传感中，需要检测信噪比很差的微弱信号，一般采用数字BOXCAR(信号平均器也称取样积分器）来改善信噪比。BOXCAR用于处理脉冲信号，它利用周期性信号的重复特性，在每个周期内对信号的一部分取样一次，然后由积分器算出平均值，再在各个周期内取样平均信号，这样就无限接近于实际的待测信号。因为多次采样，噪声信号渐渐减小直至近似消失，信噪比就大大改善，待测信号就不会被噪声覆盖了。OTDR系统中的数字信号累加通常把每次的测量值放入存储器中，存储器中对累加的结果进行，但所有的测量值会丢失。

     对于数据采集系统，多通道之间的数据同步至关重要。同步有两点：一是同步触发，即触发采集在同一时刻，各通道数据的第一点完全对齐，二是采样时钟同步，各通道的数据间距相同。许多数据采集的应用过程需要基于一个外部事件启动或停止一个数据采集的工作，数字触发使用外部数字脉冲（脉冲发生器提供）来同步采集。脉冲延时可调是为了解决触发抖动导致累加信号不对齐的问题，控制采集的起始时刻，周期和脉宽可调是为了适应不同的A/D信号采集。

3 数据采集系统硬件设计

3。1 A/D转换的原理

A/D(analog to digital)转换的作用是将输入的模拟量转换成一定进制的数字量。因为模拟量在时间和幅度上连续，数字量在时间和幅度上都是离散的，所以要将模拟量转化成数字量，需要先按一定的时间间隔取模拟电压值，这样的过程就叫做取样。同时，取样下来的模拟量保持一段时间，以方便转换。取样和保持的功能常用一个电路来实现，叫做取样保持电路。

一个完整的A/D转换过程，一般要经过取样和保持、量化和编码两个步骤。

对于取样和保持过程，需要注意的一点是取样信号必须有足够高的频率以保证输出信号不失真地复现原来的信号。根据取样定理，取样频率必须满足：

                  （4-1）

式中，为取样信号的频率，为输入模拟信号中最高频率分量的频率。

量化是将取样保持的模拟量进行离散化（即取整）的过程。量化后的离散量用代码（二进制码或者BCD码）表示，成为编码。 FPGA的OTDR实时数据采集与处理+电路图+程序(4):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_95657.html