晶振在“智能三表”中的应用

作者: 扬兴科技 日期:2024-10-25 浏览量:
晶振在“智能三表”中的应用

一、“民用三表”的智能化与趋势

“民用三表”通常指的是家庭中使用的水表、电表和燃气表。这三种表具在日常生活中扮演着重要的角色,涉及到家庭的水、电、气的使用和计量。水表用于测量家庭用水量;电表用于测量家庭用电量;燃气表用于测量家庭燃气使用量。


“民用三表”的准确性直接关系到家庭的经济利益和安全。随着科技的发展,一切都在朝着智能化发展,计量表也不例外。相较于传统的“民用三表”,“智能三表”(智能水表、智能电表、智能燃气表)具备更多样性的功能,使得用水、用电和用气的管理更加便捷高效,为家庭和社会带来更好的经济效益和安全保障。


类型 作用
智能水表 1、远程抄表:通过无线网络将用水数据实时传输只数据中心,实现远程抄表
2、数据分析:记录与分析用水数据,检测异常用水情况
3、智能控制:远程控制开关阀门,实现只能调控
智能电表 1、高精度计量:相较传统电表精度更高,能够测量实时用电量
2、负荷管理:监测电器用电情况,帮助合理安排用电
智能燃气表 1、安全监测:具备漏气报警功能,检测到异常燃气浓度时自动关闭阀门
2、远程控制:支持远程控制开关阀门,保障使用安全

随着我国城镇化进程的加快、农村水务的发展以及城市水务信息化改造的加速推进,智能水表行业的政策环境日益向好,推动了市场的快速增长。预计到2027年,我国智能水表行业市场规模有大幅上涨。同时由于国家对计量表具有定期轮换要求,近期已进入密集更换期,预计在未来几年智能计量表具的市场可能达到百亿级。


二、晶振在“智能三表”中的作用
晶振(晶体振荡器)能够发送稳定、精确的时钟信号,在“智能三表”的电路设计(MCU、模数转换模块、传输模块等)中扮演着重要的角色,确保了数据的准确性与通信的同步性。例如实时时钟RTC模块中必须配备一颗32.768KHz的晶振;MCU主控模块常规配置24MHz、24.576MHz的晶振等。

智能电表组成模块示意图


晶振在“智能三表”中的具体功能包括:

功能 作用
计时功能 晶振为“智能三表”中的计量芯片提供时钟源,
用于精确计时,从而保证计量的准确性
数据传输 “智能三表”通过无线网络(如LoRa、NB-IoT)实现数据传输,
晶振用于保证通信模块的稳定频率,确保数据传输的可靠性
低功耗设计 在智能水表和燃气表中,通常需要较长时间的电池供电,
低功耗晶振可以帮助实现减少系统设计的功耗,延长电池寿命。
其它 提供稳定、精确的时钟同步信号

”智能三表“的电路设计需要晶振发出的时钟信号进行同步,若时钟信号的准确性或稳定性不足,可能导致远程数据传输丢失或数据计量不准,对居民的经济利益与安全带来较大影响。因此“智能三表”对晶振有较高要求,常规设计要求晶振精度≤±10PPM,部分应用甚至要求晶振精度≤±5PPM;同时对晶振的工作温度、可靠性、老化率等也都有一定的性能要求,确保计量设备在各种环境下都能够稳定运行。


晶振作为“智能三表”中的关键元件,为其提供了稳定的工作环境,确保了计量的精度、数据通信的可靠性。这些技术的结合推动了传统表具向智能化、数字化的方向发展,是智慧城市建设的重要组成部分。


三、YXC推荐“智能三表”解决方案
“智能三表”常用频点:32.768K、8M、12M、16M、24M、24.576M、25M、38.4M等

基于“智能三表”对时钟设备的要求推荐以下YXC晶振解决方案:



目前“智能三表”方案主流采用的是封装为3.2*1.5的贴片式或封装为2.0*6.0的插件型的32.768KHz谐振器。针对智能计量器的实际应用需求,YXC同时提供封装为3.2*1.5的贴片式 32.768KHz产品YST311S,在保持高性能参数的同时降低了生产成本,具备更高的性价比。

YST311S产品示意图



“智能三表”应用中MHz谐振器主要采用3225尺寸,部分有小型化2016、2520需求



智能化要求更高的“智能三表”,对时钟频率设备有更高的要求,需具备高精度、高稳定性。可以通过定频或预编程振荡器满足设计需求。
针对如计费电表等有高精度需求的应用,YXC提供RTC产品YSN8025,该产品为高精度RTC(精度为±3.4ppm),同时内置32.768KHz晶振,为高精度计量应用场景提供解决方案。

YSN8025产品示意图

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