Smart Metering braucht präzise Taktgeber

Warum Langzeitstabilität und spurious-free Performance entscheidend sind

Smart Meter sind längst mehr als digitale Stromzähler. Sie fungieren als Kommunikationszentralen, die Verbrauchsdaten in Echtzeit erfassen, analysieren und über Jahre hinweg zuverlässig übertragen. Damit das funktioniert, braucht es nicht nur langlebige Batterien, sondern auch hochpräzise Frequenzbauteile wie Quarze und Oszillatoren.

In diesem Beitrag beleuchten wir zwei oft unterschätzte, aber entscheidende Aspekte:

• die Langzeitstabilität von Taktgebern
• die Vermeidung von Nebenschwingungen („spurious frequencies“)

Langzeitverhalten: Wenn Zeit zur Herausforderung wird

Ein Smart Meter muss über zehn Jahre oder länger wartungsfrei funktionieren. Doch wie verhalten sich Quarze und Oszillatoren über diesen Zeitraum?

Die drei Hauptfaktoren:

• Frequenz-Drift: Frequenzabweichungen durch Temperaturänderungen, Spannungsschwankungen oder mechanische Einflüsse
• Alterung: Langfristige Veränderungen der Kristallstruktur, die zu Frequenzverschiebungen führen
• Toleranzbudget: Die Summe aller zulässigen Abweichungen, die eine Anwendung noch tolerieren kann

Gerade bei Anwendungen mit präzisen Zeitstempeln und stabiler Funkkommunikation kann, eine zu große Drift oder Alterung die Funktion erheblich beeinträchtigen. Deshalb setzt Jauch auf Frequenzprodukte mit optimierter Langzeitstabilität und hoher Frequenzstabilität – speziell entwickelt für Anwendungen mit engem Toleranzbudget.

Spurious-Free Performance: Saubere Signale sind Pflicht

Spurious Frequenzen“ – also unerwünschte Nebenschwingungen – treten bei Quarzen auf, wenn neben der gewünschten Resonanzfrequenz auch andere, parasitäre Resonanzen angeregt werden. Diese können die Signalqualität beeinträchtigen und sind besonders in Kommunikationsanwendungen kritisch. Sie können:

• die Datenübertragung stören
• zu Fehlinterpretationen führen
• Kommunikationsprotokolle beeinträchtigen oder sogar unterbrechen

Besonders kritisch bei Funkkommunikation:

• Smart Meter nutzen oft NB-IoT, LoRa oder 5G
• Spurious Frequenzen können die Signalqualität mindern und Paketverluste verursachen
• Bei bidirektionaler Kommunikation zwischen Zähler und Versorger ist eine saubere Frequenz essenziell

Jauch bietet daher Quarze und Oszillatoren, die gezielt auf spurious-free Performance abgestimmt sind – mit Frequenzen, die optimal zu typischen Wireless-Protokollen passen.

Fazit: Frequenzbauteile – das stille Rückgrat des Smart Metering

Ob Langzeitstabilität oder Signalreinheit: Ohne hochwertige Taktgeber ist zuverlässiges Smart Metering nicht möglich. Die Wahl des richtigen Quarzes oder Oszillators ist genauso entscheidend wie die Wahl der Batterie.

Jauch unterstützt Entwickler mit:

• Quarzen und Oszillatoren für über 10 Jahre Betriebsdauer
• Spurious-optimierten Frequenzprodukten für störungsfreie Funkkommunikation
• Temperaturkompensierten Oszillatoren, WA-Quarzen und RTC-Uhrenquarzen 
• Individueller Beratung und Designunterstützung, z. B. durch das Whitepaper „Jauch Crystals for IoT Applications“

Smart Metering ist ein Langstreckenlauf – mit den richtigen Frequenzbauteilen bleibt das System auch nach Jahren auf Kurs.