摘要：光电检测技术作为一种高效检测方法，得到了广泛应用。在实际情况里，光电检测电路中存在噪声，这在很大程度上影响了检测结果的准确性。在此基础上，本文首先介绍了光电检测电路，然后分析了LMS自适应滤波方法，分析了光电检测电路中的主要噪声，并研究了光电检测电路的噪声处理技术。
关键词：LMS，光电检测，噪声，滤波
0.引言
光感应器包括预先接受电磁干扰的回路、带电线的放大器和光电检测器。光电检测器是传送电子信号的重要工具，可用来将可测量的信号传送到特定的电信号。尽量利用发光分析中所描述的信息。把它们与先前参数不同的电路比较一下。电信号是来自其它电路的，这些电信号经常发生故障，要增强它，并补充电路。
电灯开关是传输时间信号的重要材料，影响了测量的准确度。由于市场上影像探测器的型号和表现是比较的，因此将它们与测试的准确度进行比较是很重要的。
1.LMS算法概述
如图1说明了自适应过滤器原理，x(n)输入电子序列，输出y(n)和d(n)为“预想行为”，并定义了错误值。
图1 自适应滤波原理图
该算法运行得最快，它能够成为复杂的问题，并且不需要人工监控，可以随时待命像，可惜的是输入数据的统计特征影响了平均速度。这些都是基本的
（1）过滤过程，当有输入向量X(n)时，计算误差值e(n)时，将系统的y(n)差值与设备发出时预计的d(n)差值考虑在内。
（2）适应性过程，因为一个E[e2(n)的发音可以在过滤器中调整载重向量W(n)，所以是同一组合，并结合了图1所包含的集合和回馈结构。
为方便起见，将图１采用向量形式表示权系数及输入信号，则e(n)表示为：
2.光电检测电路的噪声分析
2.1噪声来源
在转换过程，光电探测器的光波和电信号会产生一些无用的电流和电压噪声。随机噪音从自然的角度来看,具有非常明显的波动形式,相位和振幅瞬时无序变化，具有独特的特征。换言之,很难准确测量噪音,他们通常只能规范统计理论和方法。
对于光电模式，噪音的来源有两个主要方面:外部和内部噪音。
1)外部噪声
主要是输入、电磁干扰、传输介质等。这些噪音可以通过适当的方式改进或消除，如屏蔽、过滤、关灯等。
2)内部杂音
一种常见的光电探测电路，主要由不同的仪器和电路本身的检测电路组成，这些电路是由物理过程决定的。由于噪音和有用的信号同时存在和混合，它对信号检测的准确性产生了一些影响，阻碍了检测电路的进一步改进。因此，必须分析噪音，采取有效的方法和措施来处理噪声。
2.2噪音分析
光电电路中的噪声源包括外部和内部方面，可以适当地消除，而内部噪声不能人为地消除，只有通过改进控制设备和优化电路来减少噪声。因此，本文中的噪声分析是基于内部噪声。
2.2.1对光电检测环境噪声的仿真分析
光电探测电路中探测器的主要作用是转换信号和随后处理信号，其性能直接影响检测精度。通常情况下，你可以把探测器上的噪音分成热噪声，散粒噪声等等。
(1)热噪声
电循环的流动元素通过热元件，引起热特性，导致电流的快速和下降分布，导致氟化电流的变化，导致氟化电流和氟化电流的变化。研究表明，热噪声可以在任何乐器中产生电阻，材料的平均电压主要取决于以下因素:温度、等效电阻噪声等。
(2)散粒噪声
在低频率下，噪声没有波长，但在高频率下，噪声被定义为相关性。一般来说，自然界复杂的环境噪声可以被看作是流体随机信号和广泛的光谱光谱，通常通过WGN混合噪声模型(n)和广泛的热噪声和分散在光电探测模块。事实上，环境变化经常发生，如雨、雪等。这使得噪声的统计特征被改变来模拟这种变化，因此另一个高频信号wgn1(n)在时间上转换为t0，与上述WGN(n)保持不变，以保持变量的其他参数。这两种光电测试都有广泛的噪声，基于LMS算法适应性滤波器来模拟高斯降低噪声，如图2所示。
图2 基于LMS算法自适应滤波器的降噪结果
2.2.2对确定信号环境噪声的仿真分析。
光电检测过程也会产生少量确定信号，在MatlabR2016环境下，以上述条件对基于LMS算法自适应滤波器的降噪仿真结果如图3所示。
图3 基于LMS算法自适应滤波器的降噪结果
2.2.3放大器的噪声分析
光电探测器接收到的电信号非常弱，不能直接使用，为了确保测试结果的准确性，需要在后续电路中加强信号处理。虽然检测电路中前置放大器的放大，但是在放大器放大的过程中微弱的电信号被放大了，信号内部的噪音也在增强，如果信号太弱，就会被真正的放大器噪音淹没。考虑到这一点，光电探测电路通常使用两级放大法，可以在输出噪声中起到一定的限制和控制作用。
3.光电检测的处理技术
3.1使用低噪音设备来减少噪音
在光电探测电路的开发过程中，可以选择几种低噪声组件，如在场效应晶体管(FET)上替换三极管(BJT);选择较低的集成运输，如0P系列等。此外，选择电阻器时应尽量避免使用高电阻器，如果电阻器太大，则可增加对热力噪声的贡献，可作为绕组或金属电阻选择。
3.2有理选择放大器
整个减轻噪音影响检测放大器电路的开发,因此要选择性能好的前置放大器,让晶体管放大器噪声得到有效降低,从而减少背景噪音目标放大器。
3.3减低内部阻力
在光电检测电路中，前置放大器噪声系数除了与晶体管常数相关之外，还与信号源的内部阻力有关，表明当内部阻力变大时，噪声系数可能很小。
3.4映射放大电路
在选择放大电路时，可以使用信号源电阻的大小作为基准，通常在内部电阻较小的情况下，可以使用三极管(BJT)来加强管道的前端;
如果信号源有更强的电阻或电流源，那么它是一个可取的场效应晶体管(FET)。
通过理性选择加强电路来有效地减少噪音的能力。
4.结论
总的来说，光电检测方法有长距离检测、耐受性、快速检测、高准确性、对外部条件的轻微影响、对在军事、医疗等重要领域广泛应用的受试者的伤害等优势。
但是，由于光电探测电路的噪音对检测精度有一定影响，因此需要对电子探测电路中的噪声进行全面、具体的分析，并采取有效的方法和措施来消除噪声，尽量减少噪音对检测结果的影响。
结和LMS算法结构原则以及算法性能参数,基于Matlab模拟结果可以看到运行程序后短时间内趋同,各种确定介质产生随机噪音平均噪音均在低稳态误差范围,说明该算法快速、工程应用前景良好。
参考文献
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论文作者:宋浩
论文发表刊物:《电力设备》2019年第17期
论文发表时间:2019/12/19
标签：噪声论文; 光电论文; 电路论文; 噪音论文; 信号论文; 算法论文; 放大器论文; 《电力设备》2019年第17期论文;