[实用新型]智能电能表硬件RTC误差补偿系统

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及电能计量领域，具体涉及一种智能电能表硬件RTC误差补偿系统。

【背景技术】

在智能电能表中，日历及计时功能往往采用硬件实时时钟(RTC)实现，而硬件RTC计时的准确度直接受到其振荡器振荡频率准确度的影响。振荡器一般采用标称频率为32768Hz石英晶体谐振器，其振荡频率的准确度则直接受温度变化的影响，如图1所示，在图中振荡器振荡频率与温度的数学关系为：

E_TEMP＝a(T-T₀)²+E₀                                    (1)；

其中E_TEMP为振荡器振荡频率的误差，单位为ppm；a为振荡器的二次温度系数，只与振荡器本身有关，单位为ppm/℃²；T为当前振荡器的温度，T₀为标准温度，单位均为热力学温度开尔文(K)，一般T₀在25℃左右，也就是298K；E₀为振荡器在标准温度下的误差，单位为ppm。

硬件RTC系统是利用脉冲计数器计数振荡器输出的脉冲数，当脉冲数计到32768个时，则硬件RTC累计一秒，同时输出一个1Hz的脉冲、脉冲计数器清零、重新开始计数。而当振荡器的振荡频率有偏差时，如振荡频率误差为-15.26ppm(因为每增加或减少一个32768Hz的脉冲对应的振荡器的误差近似为±30.52ppm，即振荡器振荡频率近似为32767.5Hz)时，每天会产生(24×60×60×32768×15.26×10^-6)÷32768≈1.32秒的日计时误差。所以，在硬件RTC计数振荡器脉冲时，必须采取补偿措施，补偿振荡器的频率偏差。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题是提供一种智能电能表硬件RTC误差补偿系统，其能补偿由于外部晶体振荡器频率偏差引起的硬件RTC计时误差，从而达到准确的计时。

上述技术问题通过以下技术方案解决：

一种智能电能表硬件RTC误差补偿系统，其特征在于，包括：

一补偿值寄存器，其输出端连接下述第一输入选择器的输入端；

一第一输入选择器，其输出端连接下述分频计数器；

一用于对RTC计算脉冲进行计算并实时将计数数据输入到下述数字比较器的分频计数器；

一用于将所述计数数据与设定值进行实时比较以输出秒脉冲信号的数字比较器；

一补偿周期寄存器，其输出端连接下述第二输入选择器的输入端；

一第二输入选择器，其输出端连接下述补偿周期计数器；

一用于根据所述秒脉冲信号进行计算补偿周期并反馈完成补偿信号给下述补偿控制状态机的补偿周期计数器；

及一补偿控制状态机，其控制第一输入选择器和第二输入选择器。

本实用新型的原理是通过分频计数器计数外部晶体振荡器产生的脉冲，当计数到一定的数值(如32767)的时候，数字比较器便输出一个频率为1Hz的秒脉冲(作为本系统输出，以供给RTC计时)；如果外部晶体振荡器受到环境温度的影响，输出的脉冲与标准频率脉冲的(如32768Hz)有偏差的时候，补偿系统就通过在一定补偿周期内调节输出一个秒脉冲需要计数的外部晶体振荡器的脉冲数量来实现补偿，这个补偿周期最短为1秒，例如，如果晶体振荡器受到环境温度影响，输出的脉冲频率变为32767.5Hz时(标准频率脉冲为32768Hz)，补偿系统就会以2秒为周期，每个周期补偿1个外部晶体振荡器脉冲，即补偿周期内的第一秒计数器从1计数到32767便会输出一个秒脉冲，而第二秒依然要从0计数到32767才输出一个秒脉冲；这样就能保证硬件RTC在每一个补偿周期内，计时都是准确的。

因此，本实用新型能补偿由于外部晶体振荡器频率偏差引起的硬件RTC计时误差，从而达到准确的计时。

进一步的方案是，还包括一用于对RTC计算脉冲进行倍频后再输入所述分频计数器进行计算的PLL倍频器。本方案能获得更好的补偿效果与精度。

【附图说明】

图1为背景技术中振荡器振荡频率与温度的数学关系的示意图；

图2为实施例一本实用新型的结构示意图；

图3为实施例二本实用新型的结构示意图。

【具体实施方式】

实施例一