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晶振在“智能三表”中的應用

發布時間:2024-10-28 14:27    發布者:yxcyangxing
一、“民用三表”的智能化與趨勢
“民用三表”通常指的是家庭中使用的水表、電表和燃氣表。這三種表具在日常生活中扮演著重要的角色,涉及到家庭的水、電、氣的使用和計量。水表用于測量家庭用水量;電表用于測量家庭用電量;燃氣表用于測量家庭燃氣使用量。

“民用三表”的準確性直接關系到家庭的經濟利益和安全。隨著科技的發展,一切都在朝著智能化發展,計量表也不例外。相較于傳統的“民用三表”,“智能三表”(智能水表、智能電表、智能燃氣表)具備更多樣性的功能,使得用水、用電和用氣的管理更加便捷高效,為家庭和社會帶來更好的經濟效益和安全保障。

類型作用
智能水表1、遠程抄表:通過無線網絡將用水數據實時傳輸只數據中心,實現遠程抄表
2、數據分析:記錄與分析用水數據,檢測異常用水情況
3、智能控制:遠程控制開關閥門,實現只能調控
智能電表1、高精度計量:相較傳統電表精度更高,能夠測量實時用電量
2、負荷管理:監測電器用電情況,幫助合理安排用電
智能燃氣表1、安全監測:具備漏氣報警功能,檢測到異常燃氣濃度時自動關閉閥門
2、遠程控制:支持遠程控制開關閥門,保障使用安全

隨著我國城鎮化進程的加快、農村水務的發展以及城市水務信息化改造的加速推進,智能水表行業的政策環境日益向好,推動了市場的快速增長。預計到2027年,我國智能水表行業市場規模有大幅上漲。同時由于國家對計量表具有定期輪換要求,近期已進入密集更換期,預計在未來幾年智能計量表具的市場可能達到百億級。
二、晶振在“智能三表”中的作用

晶振(晶體振蕩器)能夠發送穩定、精確的時鐘信號,在“智能三表”的電路設計(MCU、模數轉換模塊、傳輸模塊等)中扮演著重要的角色,確保了數據的準確性與通信的同步性。例如實時時鐘RTC模塊中須配備一顆32.768KHz的晶振;MCU主控模塊常規配置24MHz、24.576MHz的晶振等。

智能電表組成模塊示意圖

晶振在“智能三表”中的具體功能包括:
功能作用
計時功能晶振為“智能三表”中的計量芯片提供時鐘源,
用于精確計時,從而保證計量的準確性
數據傳輸“智能三表”通過無線網絡(如LoRa、NB-IoT)實現數據傳輸,
晶振用于保證通信模塊的穩定頻率,確保數據傳輸的可靠性
低功耗設計在智能水表和燃氣表中,通常需要較長時間的電池供電,
低功耗晶振可以幫助實現減少系統設計的功耗,延長電池壽命。
其它提供穩定、精確的時鐘同步信號

”智能三表“的電路設計需要晶振發出的時鐘信號進行同步,若時鐘信號的準確性或穩定性不足,可能導致遠程數據傳輸丟失或數據計量不準,對居民的經濟利益與安全帶來較大影響。因此“智能三表”對晶振有較高要求,常規設計要求晶振精度≤±10PPM,部分應用甚至要求晶振精度≤±5PPM;同時對晶振的工作溫度、可靠性、老化率等也都有一定的性能要求,確保計量設備在各種環境下都能夠穩定運行。

晶振作為“智能三表”中的關鍵元件,為其提供了穩定的工作環境,確保了計量的精度、數據通信的可靠性。這些技術的結合推動了傳統表具向智能化、數字化的方向發展,是智慧城市建設的重要組成部分。

三、“智能三表”解決方案

“智能三表”常用頻點:32.768K、8M、12M、16M、24M、24.576M、25M、38.4M等
基于“智能三表”對時鐘設備的晶振解決方案:

· 32.768KHz諧振器

目前“智能三表”方案主流采用的是封裝為3.2*1.5的貼片式或封裝為2.0*6.0的插件型的32.768KHz諧振器。針對智能計量器的實際應用需求,同時提供封裝為3.2*1.5的貼片式 32.768KHz產品YST311S,在保持高性能參數的同時降低了生產成本,具備更高的性價比。

YST311S產品示意圖
· MHz諧振器

“智能三表”應用中MHz諧振器主要采用3225尺寸,部分有小型化2016、2520需求
· CMOS振蕩器

智能化要求更高的“智能三表”,對時鐘頻率設備有更高的要求,需具備高精度、高穩定性。可以通過定頻或預編程振蕩器滿足設計需求。
針對如計費電表等有高精度需求的應用,RTC產品YSN8025,該產品為高精度RTC(精度為±3.4ppm),同時內置32.768KHz晶振,為高精度計量應用場景提供解決方案。

YSN8025產品示意圖

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