解决智能电表的设计问题

解决智能电表的设计问题
解决智能电表的设计问题

作者： Sunil Deep Maheshwari 和 Prashant Bhargava ，飞思卡尔半导体


本文将重点介绍一些关键的计量问题，并使设计人员能够提前了解设计挑战，从而实现预定的目标。


采用智能电表让企业和工程师有更多机会设计出符合不断演进的全球标准的计量解决方案，这些解决方案
能够满足未来需求，并将成为大众解决方案的一部分，即低成本解决方案。然而，要设计出成功的计量解
决方案，还需要克服许多难题。


很多时候，开发计量芯片的设计人员甚至没有意识到计量解决方案所面对的挑战和需求。在这种情况下，
设计人员很容易出现设计问题，使产品因为小的设计缺陷而无法用于最终解决方案。


本文将介绍计量 SoC （片上系统）设计中的一些主要问题，并提出一些能够实现预期目标的解决方案。同
时，本文还使 SoC 设计人员能够提前了解挑战，从而能够从容应对并设计出有效的解决方案。


挑战 1：精确度

精确度是计量应用获得成功的关键，因为服务提供商绝不会采用无法准确测量的仪表。精确度对于电表应
用来说更加重要，因为与天然气/水/流量表相比，电表对于模拟片上组件的依赖性非常高。通常，电表使用
片上 ADC （模数转换器）测量电流和电压（因为片外 ADC 会增加最终解决方案的价格）。另一方面，燃
气/流量计使用片外传感器感应水流/燃气流的速度。


这些传感器能够以一系列脉冲的形式提供数字输出，这些输出与流速成正比。由于这些传感器一般都采用
数字接口，因此整体精度对 SoC （片上系统）的依赖性较低，更多地依赖于外部传感器。


另一方面，对于电能计量，精确度取决于两个方面-输电线如何与仪表相接（使用变压器、传感器、Rogowski
线圈等）以及片上 AFE（模拟前端）对电压和电流的测量精度。


因此，对于燃气表/水表/流量表来说，精度