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    2018-07-06电子式电表打开新的-机遇从AMR到AMI

      我们都很熟悉那些隐藏在车库、地下室或其它隐蔽之处的电表了。我们甚至可能每月会检查它一次或两次,并将电表上的最新读数打电话告诉电力公司,而不是估算一个数字。随着技术的发展,一场静悄悄的革命正在这普普通通的电表上发生。

      图1显示的是一款在19世纪后期开发的传统机电式电表,它带有一个转盘和一个机械计数显示器。这种电表通过计算该转盘的旋转圈数来计量电能,金属转盘的旋转速度与所用电能成一定比例。转盘周围的线圈通过施加一个与瞬时电流和电压成比例的涡电流和推力转动转盘,它利用一个永久磁铁在转盘上施加阻尼力,以在断电后使之停止旋转。

      电表发展的第一个里程碑是机电式电表被固态电子式电表所代替。电子式电表利用高度集成的器件(如A DE516x1、ADE556x 2、ADE716x3、ADE756x4和ADE77xx5系列电能计量IC6来计量电能。这些器件通过一个高精度的-∆ A DC来将瞬时电压和电流转成数字量,然后计算电压和电流的乘积,就能到以瓦特为单位的瞬时功率。对瞬时功率按时间进行积分就可以得出已消耗的电能值,它通常以千瓦时 (kWh) 为单位计量。消耗的电能数据显示在一个液晶显示屏 (LCD) 上,如图2所示。

      电子式电表有很多优势。除了可计量瞬时功率以外,它还可以计量其它参数,如功率因数和无功功率。它能够每隔一个特定时段计量并存储数据,这就允许电力公司提供分时段计费服务。这样一来,聪明的用户在费率较低的非高峰时期使用主要电器(如洗衣机和烘干机),这样能节省电费,而且高峰期的电能需求量减少了,电力公司也可以避免建设新的发电厂。电子式电表还不会受到外部磁场或电表本身放置角度的影响,因此它们的防窃电性能要优于机电式电表。此外,电子式电表的可靠性也非常高。

      ADI公司在机电式电表向电子式电表的演变过程中起到了关键的作用,迄今为止已经销售了超过2.25亿块电能计量IC。根据IM SResearch公司的报告,2007年付运的所有电表中,75%是电子式的,25%是机电式的7。

      一旦电表数据可以以电子形式得到,在电表上增加通信功能就变得很有意义了,因为这样就允许电表通过通信链路使用自动抄表(AMR) 功能远程发送电表数据。电表制造商已经开发出多种不同的远程抄表系统架构,大致可分为近距离无线抄表系统、车载无线抄表系统和联网抄表系统。图3显示了车载抄表系统。在该案例中,电力公司派出一部装有无线数据收集器的汽车,该车只要经过居住区就可高效地收集电表数据。车载抄表系统使一个电力公司员工能够在一天内抄到的电表数量是近距离抄表系统的五倍,是人工抄表数量的十倍。在联网抄表系统中,电表数据被传输到一个固定的数据收集器,它通常位于某街道或居民区尽头的一根电线杆上。然后数据会通过宽带或无线蜂窝网络传输到电力公司。

      最初,以AMR系统取代人工抄表只被简单地看作是一种降低人工成本的途径,但这一看法正在改变,因为业界认识到AMR允许电力公司方便地提供更大的好处和更好的服务(如实时计费),从而进一步提升能效、实现故障即时报告,以及提供更精确的数据来规范网络内用户的用电习惯。AMI(先进抄表基础设施)有时会替代AMR,以突出与简单远程抄表的区别。AMI联网抄表系统可以利用从卫星到低成本无线电在内的各种技术来实现,其中两种主导性新兴技术是RF技术(利用开放的工业、科学和医学 (ISM) 频段)和电力线载波技术 (PLC)。

      RF技术采用低功耗、低成本的无线电系统来无线传输电表信息,PLC则利用电力线本身来传输。ADI公司已经开发出了针对这两种技术的解决方案,ADF7xxx系列短距离收发器8可满足ISM频段RF应用的需要,而基于广泛使用的Blackfin®处理器9的SALEM®系列则可满足PLC技术的需要。这两种技术都各有利弊。特别对于水表和气表来说,基于在水或气旁边部署电力线的安全问题考虑,RF技术正变成主要的选择。水表由于经常被埋于地下,情况也更复杂一些。对于电表而言,混合使用这两种技术看起来可能性最大,北美青睐RF,而欧洲则倾向于PLC。在美国,一小部分家庭通常只连接到一个变压器,这使得PLC方案不太经济。在某些情况下,电力公司采用混合方案部署AMI,电力线用于数据收集器和电表之间的通信,RF用于电表和室内其它计量表或设备之间的通信。Google地图中有一个显示全球AMR/AMI部署10和现场试验的很有意思的页面,它显示了最新的部署信息。

      电表通常位于拥有越来越多无线设备的房屋内部或周边,确保可靠的无线电通信是一大挑战,这就要求RF电路必须具备高性能,以抑制无线LAN等设备发出的较强信号的干扰, RF输入端可能接收低至1微伏以下的信号,并进行解码。

      RF模块也要求具有良好的无线电灵敏度,因为更高的灵敏度意味着更长的信号传输距离。记住,电表可能位于地下室甚至地底下,它需要和几条街之外某根电线杆上的无线电设备或与街上电力公司的抄表车进行通信。灵敏度越低,接收无线电就必须靠得越近才能正确地解码信息。对于一个移动的车载抄表系统来说,这意味着抄表车必须与您的房屋靠得更近,但固定网络基础设施必须使用更小的单元和相应更多的数据收集器。因此,高灵敏度可以使网络基础设施的成本最小。

      低功耗是电池供电的气表和水表的关键性能要求。电表供应商常常努力尝试降低电表的功耗,因为这样一来他们就可以将相同的设计移植到水表或气表上。此外,为了在开放的频段内工作,计量表和抄表器使用的通信协议必须符合所在国家的无线电发射规定。目前全世界有多个开放频段,其中最常用的是900MHz、2.4GHz和5.8GHz。

      大部分电表制造商都选择了900MHz频段作为电表之间和电表与数据收集器之间的通信频段。在某一给定的功率预算下,900MHz频段的无线GHz频段更长,基站或数据收集器就可以覆盖更大的范围。不过,从电力公司的角度来说,使用这个频段的一个缺点在于缺乏可用的标准。1GHz以下频段显然是电池供电型气表和水表的最佳技术选择,这推动了业界对标准化的要求,以便不同制造商的系统之间实现互操作性。已经从有线M-Bus用户群体成长起来的无线M-Bus,就是一个计量表之间以及计量表和数据收集器之间通信标准的例子。M-Bus11目前是欧洲规范标准的一部分,详情可见EN 13757标准。无线M-Bus协议的详细内容在衍生标准EN 13757-4中。900MHz频段的其它标准化工作也在进行之中。

      ADF702012和即将推出的ADF7023就是900MHz的无线电器件,这两款器件在设计过程中就考虑了计量应用的需求,这两款器件也都适用于必须符合无线M-Bus标准的系统。图4显示了ADF7020的功能框图。

      ADF7020全集成的低功耗无线电收发器可工作在以下开放ISM频段上:中国是433MHz,欧洲是868MHz,北美则是915MHz。它集成了完整的RF发射和接收电路以及模拟和数字基带。如图5所示,实现一个用于AMR电表13的射频卡,通常只需要ADF7020、一根天线、几个外部无源器件和一个运行通信协议的简单微控制器。ADF7020通过集成一个超低功耗的8位RISC内核来执行一些低级的通信功能,大幅减轻了外部微控制器的负担。在很多情况下,这样可以避免采用通信专用微控制器。电表制造商选择ADF702x系列收发器而不是其竞争器件的另一个原因是,ADF702x系列收发器能提供业内最好的灵敏度和阻塞性能,它允许电表和数据收集器之间有更长的通信距离。

      ADF7020提供超过70dB的阻塞性能,这意味着,即便在一个带外信号比所需信号高出70dB的情况下,ADF7020也可以正确地检测出所需的信号并进行正确的解码。ADF7020的相邻信道抑制指标大约为40dB,灵敏度可以达到120dBm,具体需取决于数据率。这比表现最好的ZigBee解决方案®14的灵敏度还低出20dB。

      随着很多家庭将很快配备一个具有通信能力的电表,电力公司和能源管理机构开始思考未来如何利用该技术来提高能效和节能意识。

      利用这个有时被称为“智能电网”的概念,电力公司可以利用这一扩展到千家万户的网络,来积极地管理电能输送负荷。例如可以提供实时价格信息,从而让用户可以调整用电习惯。在用电高峰期,比如炎热天气时,电力公司可以给用户发送一个信息,提醒用户下一个小时的费率会提高,鼓励其关掉电器,这就需要在室内安装一个可以显示该信息的显示器。电力公司还可以更进一步地通过电表来控制用户家中的电器,比如调低空调或关闭游泳池的水泵,这个系统需要电表和家用电器之间进行通信,有时这被称为家庭区域网 (HAN)。900-MHz射频解决方案(如ADF702x和ZigBee射频解决方案)都在这一领域找到了用武之地。

      大多数业内人士都认识到,一个与先进的计量基础设施相连的能够完全运行的家庭区域网还需要若干年才能实现。然而,这样的系统的好处让今天很多公司都积极为家庭区域网开发解决方案。图6显示了家庭区域网的示意图。

      ADI公司专注于为电表市场提供一流的技术和产品,包括RF收发器、电能计量芯片组、RF放大器、隔离产品和电力线x高性能全集成收发器适用于具有通信功能或支持AMI的电表,为全球电表制造商提供了紧凑、可靠和低成本的解决方案。

      AMI和智能电网被视为是提高能效的关键潜在技术,将最终帮助实现减少二氧化碳排放的目标。ADI公司承诺提供推动这一市场发展的创新型高能效器件,并在未来继续为提高能效和促进节能作出其应有的贡献。

      通常来讲:不同ADX的竞价请求会由适配器进行转化,处理成格式统一的请求后,由处理器请求决策系统,对请求进行处理,决策出价及广告内容。处理完成后,处理器会将结果返回给适配器,由适配器返回给特定的ADX。

      辐射性ESD防护:对于静电产生的场对敏感电路产生影响,防护方法主要是尽量减少场的产生和能量,通过结构的改善增加防护能力,对敏感线路实施保护。对场的保护通常比较困难,在改良实践中探索出了一种叫做等位体的方法。通过有效地架接,是壳体形成电位相同体,抑制放电。事实证明此种方式有效易于实施。

      在实际的广告竞价中,各细分策略虽相对独立,却也共同发挥作用,其目标便是帮助广告主筛选出符合的流量。

      等价检查工具将RTL设计描述与网表进行比较,以确定RTL到网表的转换是否正确,它可用与RTL综合工具相同的ALF库。同样,HDL模拟工具(图1中没有显示)也能用来确定RTL设计描述和网表行为在响应给定激励时是否与预期的一样,该模拟工具可使用ALF模型或从ALF模型提取出来的HDL模型。

      EDA技术是将传统的“电路设计硬件搭试调试焊接”模式变为“功能设计软件模拟编程下载”方式,设计人员只需一台微机和相应的开发工具即可研制出各种功能电路。EDA技术将电子产品设计从软件编译、 逻辑化简、 逻辑综合、 仿真优化、 布局布线、 逻辑适配、 逻辑影射、 编程下载 、生成目标系统的全过程在计算机及其开发平台上自动处理完成。具体流程如图1所示:

      这一结论是由IBM创新设计副总裁在设计自动化大会为云计算定下的基调。Bernie Meyerson在其不久前的主题演讲中预测,在未来5~10年的时间里,云计算将是芯片设计人员使用的主要媒介,“这是由于IT开支不可持续的增长速度决定的。”

      值得特别注意的是:由于DSP平台的流量、价格都是在不断变化中,因此账户乃至系统级的资源消耗变化普遍较大。如果单靠人工查看账户资源变化、系统资源变化的情况,不仅有较高的人力、时间成本,还会导致问题发现滞后,引发系统运营风险。

      近来,中国高科技武器再度井喷。首先是歼31亮相珠海中国国际...

      电子系统的设计输入可以用原理图、波形、VHDL语言等方式输入,下载配置前的整个过程几乎不涉及到整个硬件,而硬件设计的修改也如同修改软件程序一样快捷方便,即通过软件方式的设计与测试,达到对特定功能的硬件电路的设计实现,这种现代电子系统设计技术采用自顶向下分层次、模块化设计方法,先化整为零,再优化综合,灵活通用,已成为研制、开发数字系统最理想的选择,是现代电子电路设计方法的一个趋势,体现了硬件设计向软件化方向发展的新思路。

      “照明业界对中功率LEDs性能的期待一直低于大功率LEDs”PhilipsLumileds营销副总裁,RahulBammi说“我们相信诸如办公照明之类的现有照明解决方案应当和基于LUXEONLEDs的解决方案一样,提供相似的光品质,色点的稳定性和使用寿命。最为重要的,照明设计师和电器设计师能对相应方案内光源的表现拥有信心。毫无疑问,我们全新的Lumileds5630将远胜于其他选择。”

      1、一个是屏蔽,另一个是减小各个电流回路的面积(磁场干扰),和带电导体的面积及长度(电场干扰)。

      Synopsys公司前雇员,现为一名咨询顾问的Raul Camposano表示,云计算是由大量的、可扩展的计算资源所具有的成本效益的按需供应所推动。 “云计算为许多企业和消费者应用建立了典范。然而,要在IC设计领域获得成功的可能性有限”。

      ③清零信号clr:在每次计数模块开始计数前,清除模块内原先的计数值,使其为零,同样是高电平有效。

      著名天体物理学家及科学传播者奈尔·德葛拉司·泰森(...[详细]

      单元电路设计完成后,建立相应电路符号,在原理图输人方式下,将各单元电路符号按图1所示电路原理框图逻辑关系连接,通过保存、编译,确认正确无误后可以说完成了CPLD内部电路的设计。

      扩展频谱法则是用来将时钟(Clock)的信号展频,使其峰值(Peak)信号波形振幅减低来降低信号的峰值位准,目前有些BIOS已提供内建的扩频功能,可让用户自行设定。余晓锜指出,使用扩频法需要在信号失真度和EMI减弱程度之间取得平衡,一般是取1%~1.5%,若超过3%通常就会让信号过于失真而不可行。滤波器或滤波回路的使用因为成本低廉且SMD(表面黏着)制程的加工需求,所以最为一般设计工程师采用。滤波器的使用机会和模式根据不同防治需求来决定,例如大电流的Bead可用在电源电路的路径(PowerTrace)上;一般的Bead可用来抑制某特定频率的噪声信号;CMF则用来抑制USB、1394、LVDS等差模线路的噪声幅射问题。

      随着科学研究与技术开发市场化,采用传统电子设计手段在较短时间内完成复杂电子系统设计,已经越来越难完成了。EDA(EleCTRonICs Design Automation)技术是随着集成电路和计算机技术飞速发展应运而生一种高级、快速、有效电子设计自动化工具。北京赛车

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