4.3.2 解调系统整体方案
电力变压器箱体振动检测系统结构主要分为光路采集部分(以下称光路部分)和电路驱动控制部分(以下称电路部分)两大块。其中，光路部分结构如图4.5所示。
该检测系统中的宽带(SLED)光源、可调谐F-P滤波器、光衰减器、光耦合器、梳状滤波器等几个单元组成了检测系统的光路部分。
光路部分的工作过程为：SLED光源发出的宽带光，经过光衰减器降低光功率，经过光耦合器分光后传输到光栅传感器以及滤波器中，可调谐F-P滤波器对其进行扫描，FBG反射回来的光波进入到光电转换电路。恒温调节SLED光源确保光路系统的稳定性，保证光强不出现发生温漂的现象。
图4.5 基于光纤光栅的变压器振动检测系统组成方框图
系统电路部分的结构如图4.6所示。该设计方案基于SOPC嵌入式技术，将采集到的光纤传感器信号进行数据处理，通过网络接口把处理后的结果传输到PC机，PC机中相应的客户端软件对数据进行后期处理，并通过上位机界面显示出解调结果。
图4.6 变压器振动测量系统硬件部分电路模块图(https://www.daowen.com)
从图4.6中可以看出系统电路部分主要分为以下几个单元：
(1)DSP系统。包括DSP最小处理系统、外扩SRAM、外扩Flash以及网络接口单元等。
(2)光源恒温及驱动模块。包括驱动SLED光源的恒温电路，以及可调的光源工作电流电路。恒温电路确保光源具有稳定的工作温度范围。
(3)F-P腔驱动电路。增大驱动波形的功率，使得在其上的驱动波形峰值可达±18V，直流偏置的绝对值最大可达12V，从而驱动F-P腔对SLED光源发出的宽带光进行扫频。
(4)光电转换及信号处理单元。本单元模块实现从光信号到电信号的转换，这个单元要求足够低的系统噪声，保证能够正确地采集FBG反射回来的光信号，并进行进一步处理。
(5)电源模块。作为系统中电路部分的供电基础和关键，电源模块为监测系统中的整个硬件电路系统提供多路独立的低噪声电源。
系统整个硬件设计部分以DSP最小系统为处理核心，通过其输出的D/A信号驱动F-P滤波器腔，结合光路部分的调理，通过高速数据采集单元模块对光电转换模块输出的信号进行采集处理，然后由DSP系统进行相关的预处理并通过网络接口将信号传输到远端的上位机即PC机。其中相对独立的光源恒温以及驱动电路、梳状滤波器恒温电路保证光路部分的相关光学器件正常、稳定地工作。
本节通过对电力变压器振动检测方案系统功能需求进行分析，探讨了系统所需要的各个功能模块，在相互比较现有几种常用的光纤光栅解调方法的基础上，确立了监测系统的解调方法。随后比较了几种常见的基于不同处理器的解调系统，然后根据该系统需求确定变压器振动检测系统采用基于DSP的处理器模型，同时信号采集部分有别于传统的A/D采样，采用了新的信号处理方法进行采集。最后分析检测系统的软件资源和硬件需求，给出了检测系统实现框架。
