如今，“智能”這個詞可能被過度使用了，但盡管如此，它現在在普通詞典中占據了一個空間，它是現代、先進和高效的代名詞。智能電表的發展符合這一定義，并且它們在過去二十年左右的時間里發展成為公用事業交付的一個組成部分。智能電表可實時更新燃氣、水和最常見的電力等公用事業的使用情況，讓房主或企業用戶更好地了解自己的個人消費情況，并使公用事業提供商能夠更好地管理他們的服務。

這是智能計量的公眾形象，但在幕后，它涉及的不僅僅是簡單地移除帶有機械表盤的“啞”表，并用具有 LCD/LED 讀數的“智能”表代替。所涉及的智能已經看到計量首先成為差異化因素，然后成為供應商的標準功能。早期采用者具有競爭優勢，可以在一定程度上鎖定供應商，而政府希望避免這種情況。制定了立法或其他計劃，確保消費者可以再次自由移動供應商，而不必擔心失去智能電表的好處。

相對較快，消費者擁有智能電表的選擇已經變成了供應商提供智能電表的義務，通常通過立法規定了一些最后期限。必須承擔為公用事業供應商提供智能電表的成本，即使知道消費者在看到投資回報之前可能會更換供應商。出于這個原因，智能電表的設計需要兼顧成本和使用壽命，這意味著新電表需要比之前的電表更堅固、更可靠。

由于許多原因，無線連接是本地通信的首選形式。這可能采取多種形式，包括蜂窩和未許可 （ISM） 解決方案。隨著 5G 在各國的推廣，它可能成為智能計量的可行解決方案，然而，今天的覆蓋范圍和成本將禁止這樣做。雖然 GSM/3G/4G 是可行的，但對帶寬的需求以及在許可和非許可頻段中運行的設備的密度正在給該領域已經存在的多種無線電設備帶來壓力。隨著頻譜變得更加擁擠，它會引入一些問題，盡管協議通常可以解決這些問題，但會降低解決方案的功效。出于這個原因，儀表制造商和組件供應商正在共同努力應對兩個因素帶來的日益嚴峻的挑戰；

計量和物聯網

無線計量網絡可以被視為更廣泛的物聯網 （IoT） 的先行者；一個社區可能包含許多智能電表，這些電表使用各種無線協議連接到本地聚合器或網關。反過來，聚合器將通過某種其他形式的連接（可能是有線或無線）與網絡進行通信。維護已經被視為傳統技術的技術，尤其是在當地地區在射頻方面變得更加擁擠的情況下，可能會很困難。

通常，儀表會使用某種形式的片上系統，該系統基于具有集成 RF 功能的微控制器，工作在 902 – 928MHz 頻段。雖然這些類型的設備滿足智能計量的技術要求，但它們的輸出功率通常被限制在 10mW 和 100mW 之間。為了在局域網中運行，智能電表的輸出功率最初可能相對較低，但隨著射頻頻譜變得更加擁擠，鏈路預算可能會受到影響，從而導致通信中斷。在某些物聯網應用中，這可能是可以容忍的，但在使用實時數據計算實際成本和網絡需求的能源領域，數據或通信丟失變得至關重要。解決這個問題的一種簡單但有效的方法是增加智能電表的輸出功率，

在任何設計中，RF SoC 的輸出都會饋入功率放大器 （PA），其中的增益會將信號提升到 1W 或 30dBm 范圍內的功率水平。雖然 ISM 頻段的輸出功率在某些地區受到限制，但這種方法提供了更高的鏈路預算以覆蓋更廣泛的區域，并且還克服了與難以到達的地方（例如地下室）相關的損耗。為了保持穩定性，最好限制單個放大級的增益量。對于 UHF 范圍內 30dB 左右的增益，這通常對應于 3 級 PA。在 RF SoC 的輸出中添加一個集成的 3 級功率放大器將擴展無線電鏈路的范圍，而不會產生大量的設計費用。

選擇合適的 PA

雖然更換輸出功率放大器級可能是擴展現有智能電表設計的有用范圍的簡單解決方法，但在開發新設計以實現一定的靈活性和可擴展性時，這也是一種很好的做法。這兩種方法的關鍵是選擇正確的功率放大器。

CMX901 是一款寬帶三級功率放大器，能夠在 130MHz 至 950MHz 的頻率范圍內工作，輸出功率在 160MHz 時高達 2.5W，在 915MHz 時輸出功率高達 1.5W。它采用 2.5V 至 6V 的單電源電壓工作，可以使用一系列調制方案為 VHF/UHF 信號提供 40dB 的增益，包括 FSK、FFSK/MSK、GFSK/GMSK 和多級 FSK。這使其適用于許多射頻應用，包括擴展智能電表的范圍。

它在每個階段采用不同的放大器模式；第一階段偏置為A類，第二階段為AB類。第三級是 C 類放大器，三個級一起提供最佳效率。該器件的每一級都有專用的電源軌，可以通過調節電壓 V PARAMP來調制總功率輸出，進而調節 V GS1和 V GS2；這些實際上是使用推薦的電路布局來設置第 1 級和第 2 級的電源引腳的產物，它們通過電阻連接在一起以產生 V PARAMP。

CMX901 的小外形和功率要求使其成為新舊設計的理想選擇。

結論

智能計量仍然是一個活躍且不斷增長的細分市場，隨著物聯網的不斷擴展，它通過自動化帶來好處。自動抄表是集中監控如何帶來好處的早期例子，但隨著有用的無線頻譜變得更加擁擠，調整設計實踐以克服成功帶來的挑戰將變得更加必要。

通過在 RF SoC 的輸出級添加靈活的功率放大器，制造商可以延長其經過驗證的設計的使用壽命，并為新設計內置一些面向未來的功能。CMX901 是一個很好的例子，說明了多級功率放大器如何為日益嚴重的問題提供簡單的解決方案。

審核編輯：郭婷