噪音计检测性能
NCP3063 及 NCP3064 是 1.5 A 升压、降压及反转开关稳压器,包含内置温度补偿参考、比较器、占空比受控振荡器及有源限流电路、驱动器及大电流开关。这系列器件的设计专门针对升压、降压 及电压反转应用噪音计,所需外部组件极少噪音计。这系列器件的输出开关电流达 1.5 A,也可用作控制器,支持达 5 A 电流。NCP3064 与 NCP3063 不同的是,提供导通/关闭引脚,用于低能耗关闭模式,典型待机电流消耗仅为 100 μA。
LM2594、LM2595 和 LM2596 分别是 0.5 A、1.0 A 及 3 A 降压开关稳压器。与常见的三端线性稳压器相比,这系列器件的能效要高得多,特别是在较高输入电压的条件下。这系列器件采用 150 kHz 开关频率工作,能够使用尺寸更小的滤波组件。其它特性包括:特定输入电压及输出负载条件下确保提供±4%的输出电压容限、振荡器频率精度达±15%、支持 外部关闭(LM2594 和 LM2595 待机电流典型值为 50μA,LM2596 为 80 μA)、输出开关逐周期限流及故障条件下热关闭等。在智能电网中温度计,智能电表发挥关键的作用,可以使用户与电力系统之间实现互动。如一方面帮助电力机构精确了解用户的用电规律,为高峰用电或低谷用电设定差异化的电价;另一方面,用户也可以合理调整自己的用电计划,从而优化电费支出。从功能模块来看,智能电表除了电源和计量模块外,还涉及到数据存储功能,需采用安全可靠的存储器;此外,双向实时通信是智能电网的重要特征噪音计,故通信模块至关重要,需要选择适合的通信方式及相应的最佳解决方案。安森美半导体在开发PLC调制解调器方面拥有较长的历史。速率1.2 kb的AMIS-30585为早前推出,最初开发时就符合IEC 61334标准(SFSK规范),迄今已历经8年的现场应用检验。新近推出的AMIS-49587是一款高集成度、符合标准的低功率PLC方案,支持PLC现场部署要求的4种不同模式,如NO_CONFIG、MASTER(集中器)、SLAVE(电表)和SPY(给测试人员的原始数据),非常适合智能电表以及智能街灯和智能插座等应用。与AMIS-30585相比,AMIS-49587支持2.4 kb的更高半双工可调节通信速率速率,符合诸如ERDF规范这样的市场新要求,目前已经获得法国原设备制造商(OEM)的先期使用,在中国也已获得数家领先电表客户的选用。两款器件引脚对引脚兼容,为客户提供了更大的设计便利照度计。集中器通过CAN总线控制并读取表头的数据,数据存储在集中器的flash中。集中器执行从上位机发送的控制命令:
对时、读flash、读表数、限电、增加表头地址等。
集中器通过CAN控制器发送读表命令信号到总线上,每个表头根据读表命令将采集的信号通过CAN总线发送到集中器。集中器将采集的信号存储在flash芯片中。上位机通过串口发送读数据信号到集中器,集中器就把存储在flash中的数据传送给上位机。集中器通过CAN总线可以挂载最多100个表头,集中器发出CAN总线设备的ID。每个分系统表接收到对应的ID号后,根据系统发出的读表头命令来反馈数据。如果CAN通讯有故障,CAN控制器通讯将报故障。如系统回路正常噪音计,集中器的发送命令数据包。每帧CAN数据包含8字节,因为每次读数的数据流量不是很大,所以每次通讯只需要使用一帧CAN数据即可,表头ID使用帧ID来识别,每个表头对应独立的帧ID。
集中器发送CAN数据命令包到CAN总线,表头根据各自的ID选择接收读表命令后发送应答数据到CAN总线上。
集中器将接收到的应答数据提取出电表读数存储在flash中。CAN数据收发工作流程如图5所示。 因此,SAR ADC更加适用于需要快速切换输入通道的应用,快速切换通道会导致快速改变输入电平。Σ-Δ ADC需要高频率时钟,从而缩短稳定时间。因此气体检测仪,这会提高解决方案的最终成本并增加功耗。
负载线接口能耗计算需要在电流和电压值之间执行多次乘法和加法运算。确定输入负载电压很容易;然而,确定电流消耗的确有些困难。
家庭/工业/建筑物消耗的总电流不能馈送到芯片。然而,可以确定一个比例值(电流或电压)并馈送到AFE,然后使用ADC进行测量。
电流和电压测量的比例因子是不变的,因此可以进行适当的计算。这种“电流测量”过程的一个限制是需要有能够直接测量电流的低成本ADC。另一个关注领域是SoC的启动时间及相关的电流消耗。由于应用要求仪表必须定期唤醒,因此启动时间和启动电流将非常关键噪音计。因此,此类SoC中使用的内核比处理速度等其它因素更加重要。
3 安全、防护和检测
安全性、篡改保护和检测性能主要取决于最终应用的复杂性。满足这项要求可以很简单,只需要能够检测到是否有人试图打开仪表盖,或是否非法访问SoC并更改计费软件。
但是,也可能会非常复杂,要让连接以太网的仪表能够防止黑客攻击或保护仪表中的用户数据,这是GPRS/CDMA/ZigBee网络解决方案的一部分。这些要求存在很大的差异,因为计量能够或应该能够支持不同类型的解决方案。 由于更换仪表涉及高昂费用,因此服务提供商希望仪表的使用时间能够超过十年,甚至多达15年。因此,设计人员在设计SoC时应该使其硬件能够满足未来需求,如:收费方案变更、分时段计量、夏令时变更等,而不必更换仪表,也不会中断为消费者提供的服务。
这向设计人员提出了两个挑战:一个挑战是SoC如何在仪表工作时进行软件升级,第二个挑战是无缝切换到新固件,同时这种变化不会导致服务中断。
第一步是确保在不需要切断电源或关掉仪表的情况下将补丁从外部源转移到SoC。第二步是在不关闭系统的情况下启动该补丁水质分析仪,使新固件可以生效。
但是,取决于SoC的复杂性和智能程度噪音计,将数据从外部加载器传输到SoC的方式与SoC之间的传输是不同的。基本的电表SoC可能没有GPRS或以太网等高级外设。 |