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、“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”对时钟设备的晶振解决方案：
· 32.768KHz谐振器

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，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
· MHz谐振器

“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
· CMOS振荡器

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，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