CN209387740U - 电能计量芯片和智能电表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电能计量芯片和智能电表，其中电能计量芯片包括ADC、隔离单元、通信单元；ADC用于接收外部采样信号，并将外部采样信号转换为数字信号；隔离单元用于对数字信号进行电气隔离，并用于输出隔离后信号；通信单元用于接收隔离后信号，并用于输出电能计量信号。本实用新型降低了电能计量芯片的成本，实现了电能计量芯片与计量MCU的高速传输，并使得智能电表节省了晶体，降低了智能电表的成本；本实用新型还在智能电表实现了电能计量芯片与计量MCU共用同一个电源，降低了电压器的设计难度。

Description

电能计量芯片和智能电表

技术领域

本实用新型属于智能电表技术领域，尤其涉及一种电能计量芯片和智能电表。

背景技术

为了满足计量的需要，参照图1，智能电表包括两颗MCU(微控制器)，一颗为计量MCU，一颗为管理MCU。计量MCU主要满足电能计量程序运行、数据处理等功能。该智能电表中，现有电能计量芯片完成电能计量计算、功率计算功能，然后计量MCU通过读取电能表中寄存器的方式，保存电量或其他数据。这种设计简单实用，但不足之处在于：

1、晶体数量多。为了保证计量MCU、管理MCU的运行，为了保证现有电能计量芯片的精度，以及计量和管理互不影响的需要，必须在每个芯片外部接入一个晶体作为内部时钟源。如图1所示，第一晶体作为现有电能计量芯片的时钟源；第二晶体作为计量MCU的时钟源；第三晶体作为管理MCU的时钟源。如图2所示，现有电能计量芯片的时钟电路接收第一晶体的晶振信号后，向ADC(模数转换器)等模块输出时钟信号。多个晶体带来较高的成本。之所以在这种设计中无法把计量MCU和现有电能计量芯片共用晶体，原因在于现有电能计量芯片的时钟一般在2兆赫兹左右，通过隔离光耦无法传输如此快速的时钟信号，因此无法省略一个晶体。

2、增加变压器设计难度。现有电能计量芯片和计量MCU之间需要进行强弱电隔离，因此对于供电的隔离，是采用变压器分开供电的方式，变压器分别为而对于通信的隔离，采用隔离光耦进行隔离。而针对计量的需要，计量MCU和管理MCU也需要相对独立。参照图1，变压器分别为现有电能计量芯片、计量MCU、管理MCU供电，这就要求变压器设计必须多路隔离，这导致变压器的设计难度极大的增加，并且增加了变压器设计的不稳定性。

3、不利于电能质量分析。参照图2，现有电能计量芯片均是将电流、电压采样后生成外部采样信号，外部采样信号通过高精度的ADC完成“模拟-数字”的转换，送入数字信号处理模块进行运算，然后将计算完成的累积电量、功率、电流测量值、电压测量值等存入寄存器。然后计量MCU通过UART接口从寄存器中读取这些数据。但是随着智能电表要求的提高，现在需要对用电的特征进行分析，就需要将采集来的原始波形量等通过波形分析、傅里叶展开等方式进行运算和分析，现有电能计量芯片是无法完成的。原因在于：一，这些分析需要较大的运算量，现有电能计量芯片的配置是无法完成的，需要MCU配合完成，但是以现有电能计量芯片的接口速度，寄存器空间等限制，这些数据均无法完全传输至计量MCU；二，由于安全隔离的考虑，现有电能计量芯片和计量MCU中有隔离光耦，隔离光耦的传输速率大多也就几十千比特/秒，而这些电能波形数据需要至少几百千比特/秒到3兆比特/秒以上的传输速度，因此这样的设计方式几乎不能完成电能质量分析。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的智能电表的晶体数量多、成本高，增加了变压器设计难度，不利于电能质量分析的缺陷，提供一种电能计量芯片和电表。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本实用新型提供一种电能计量芯片，电能计量芯片包括ADC、隔离单元、通信单元；ADC的输出端与隔离单元的输入端电连接，通信单元包括数据输入端和数据输出端，隔离单元的输出端与数据输入端电连接；

ADC的输入端用于接收外部采样信号，ADC用于将外部采样信号转换为数字信号并输出；

隔离单元的输入端用于接收数字信号，隔离单元用于对数字信号进行电气隔离，并用于输出隔离后信号；

数据输入端用于接收隔离后信号，通信单元用于生成电能计量信号并从数据输出端输出。

较佳地，隔离单元包括调制模块、隔离电容、解调模块；

隔离电容包括第一极板、电容介质、第二极板；调制模块的输出端与第一极板电连接，第二极板与解调模块的输入端电连接；

调制模块的输入端用于接收数字信号，调制模块用于对数字信号进行调制，并输出调制信号；

第一极板用于接收调制信号，第二极板用于输出隔离调制信号；

解调模块的输入端用于接收隔离调制信号，解调模块用于对隔离调制信号进行解调，并输出隔离后信号。

较佳地，电容介质为二氧化硅介质或碳化硅介质。

较佳地，调制模块包括数据调制电路、数据缓存电路、随机数产生电路、加密单元；解调模块包括数据解调电路、解密单元；数据调制电路分别与数据缓存电路、随机数产生电路、加密单元电连接，随机数产生电路与加密单元电连接，

数据调制电路用于将数字信号传输至数据缓存电路；

数据缓存电路用于缓存数字信号；

加密单元包括秘钥输入端和n个加密电路，每一个加密电路分别对应一种加密算法，每一个加密电路分别对应一个秘钥值v，n为大于等于1的整数，v∈[1,n]；

随机数产生电路用于生成一随机秘钥m，m∈[1,n]；

数据调制电路还用于根据第一载波信号对随机秘钥进行调制，并输出调制秘钥；

第一极板还用于接收调制秘钥，第二极板还用于输出隔离调制秘钥；

秘钥输入端用于接收随机秘钥，秘钥值与随机秘钥匹配的加密电路用于从数据缓存电路接收数字信号进行加密，并输出加密数据；

数据调制电路还用于根据第二载波信号对加密数据进行调制，并输出调制加密数据；

第一极板还用于接收调制加密数据，第二极板还用于输出隔离加密数据；

数据解调电路用于根据第二载波信号对隔离加密数据进行解调，并输出解调加密数据；

数据解调电路还用于根据第一载波信号对隔离调制秘钥进行解调，并输出解调秘钥；

解密单元包括解调秘钥输入端和n个解密电路，每一个解密电路分别对应一种解密算法，每一个解密电路分别对应一个解密值u，u∈[1,n]，相同的解密值与秘钥值所对应的解密算法与加密算法相匹配；

解调秘钥输入端用于接收解调秘钥，解密值与解调秘钥匹配的解密电路用于对解调加密数据进行解密，以生成隔离后信号。

较佳地，隔离单元还包括载波生成模块，载波生成模块分别与数据调制电路、数据解调电路电连接，载波生成模块用于生成第二载波信号，数据调制电路还用于接收第二载波信号，数据解调电路还用于接收第二载波信号。

较佳地，载波生成模块包括振荡电路、锁相环、时钟选择电路；振荡电路与锁相环连接，锁相环与时钟选择电路电连接；

振荡电路用于生成振荡频率信号；

时钟选择电路用于生成频率选择信号；

锁相环用于接收频率选择信号和振荡频率信号并根据频率选择信号将振荡频率信号倍频或分频至目标频率，以生成第二载波信号。

较佳地，电能计量芯片还包括双路直流变压器，双路直流变压器包括原边、第一路副边和第二路副边；

原边用于接收外部电源信号，第一路副边用于输出第一电压信号，第二路副边用于输出第二电压信号，第一电压信号用于为ADC、隔离单元、通信单元提供电能，第二电压信号用于向外部输出电能。

较佳地，电能计量芯片还包括时钟模块，时钟模块包括晶振输入端、第一时钟输出端和第二时钟输出端，晶振输入端用于接收外部晶振信号，时钟模块用于生成第一时钟信号和第二时钟信号，并分别从第一时钟输出端和第二时钟输出端输出；

第一时钟输出端与ADC电连接；

ADC还用于接收第一时钟信号；

第二时钟输出端与隔离单元的输入端电连接；

隔离单元还用于对第二时钟信号进行电气隔离，并用于输出隔离后时钟信号；

通信单元还包括第一时钟接口、第二时钟接口，第一时钟接口用于接收隔离后时钟信号，第二时钟接口用于输出对外时钟信号。

本实用新型还提供一种智能电表，包括计量MCU和如权利要求1-8中任意一项的电能计量芯片，计量MCU与电能计量芯片的通信单元电连接，计量MCU用于接收电能计量信号。

较佳地，当电能计量芯片包括双路直流变压器时，计量MCU与第二路副边电连接，计量MCU还用于从第二电压信号获取电能；

或，智能电表还包括第一晶体，计量MCU设置有时钟输入端，当电能计量芯片包括时钟模块时，第一晶体与时钟模块的晶振输入端连接，第二时钟接口与时钟输入端电连接，第一晶体用于生成外部晶振信号，时钟输入端用于接收对外时钟信号。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型降低了电能计量芯片的成本，实现了电能计量芯片与计量MCU的高速传输，并使得智能电表节省了晶体，降低了智能电表的成本；本实用新型还在智能电表实现了电能计量芯片与计量MCU共用同一个电源，降低了电压器的设计难度。

附图说明

图1为现有技术的智能电表的结构示意图。

图2为现有电能计量芯片的结构示意图。

图3为本实用新型的一较佳实施例的电能计量芯片的结构示意图。

图4为本实用新型的一较佳实施例的电能计量芯片的局部结构示意图。

图5为本实用新型的一较佳实施例的电能计量芯片的双路直流变压器的结构示意图。

图6为本实用新型的一较佳实施例的智能电表的结构示意图。

具体实施方式

下面通过一较佳实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

本实施例提供一种电能计量芯片，参照图3，该电能计量芯片包括ADC11、隔离单元12、通信单元13。ADC的输出端与隔离单元的输入端电连接，通信单元包括数据输入端和数据输出端，隔离单元的输出端与数据输入端电连接。ADC 11用于接收外部采样信号，并将外部采样信号转换为数字信号；隔离单元12用于对数字信号进行电气隔离，并用于输出隔离后信号；通信单元13用于接收隔离后信号，并用于输出电能计量信号。在本实施例中，ADC11为高精度的ADC 11。

在本实施例中，参照图4，隔离单元12包括调制模块121、隔离电容122、解调模块123。隔离电容122包括第一极板1221、电容介质1222、第二极板1223。调制模块的输出端与第一极板电连接，第二极板与解调模块的输入端电连接。调制模块121用于对数字信号进行调制，并输出调制信号；第一极板1221用于接收调制信号，第二极板1223用于输出隔离调制信号；解调模块123用于对隔离调制信号进行解调，并输出隔离后信号。

在本实施例中，电容介质1222为二氧化硅(SiO₂)介质。隔离电容122的电容值非常小，根据集成电路的工艺不同，电容值大约为20皮法以下。因此，几乎任何信号均可通过该隔离电容122传输。二氧化硅介质为绝缘物质，电流是无法穿过的，因此起到了电气隔离的作用。在本实用新型的其他的可选的实施方式中，电容介质采用碳化硅(SiC)介质。

调制模块121包括数据调制电路1211、数据缓存电路1212、随机数产生电路1213、加密单元1214。解调模块123包括数据解调电路1231、解密单元1232。数据调制电路分别与数据缓存电路、随机数产生电路、加密单元电连接，随机数产生电路与加密单元电连接。

数据调制电路1211用于将数字信号传输至数据缓存电路1212；数据缓存电路1212用于缓存数字信号；加密单元1214包括秘钥输入端和n个加密电路，每一个加密电路分别对应一种加密算法，每一个加密电路分别对应一个秘钥值v，n为大于等于1的整数，v∈[1,n]。也即，第一加密电路对应的秘钥值为1，第一加密电路用于实现第一加密算法，第二加密电路对应的秘钥值为2，第二加密电路用于实现第二加密算法，依次类推，第n加密电路对应的秘钥值为n，第n加密电路用于实现第n加密算法。随机数产生电路1213用于生成一随机秘钥m，m∈[1,n]；数据调制电路1211还用于根据第一载波信号对随机秘钥进行调制，并输出调制秘钥；第一极板1221还用于接收调制秘钥，第二极板1223还用于输出隔离调制秘钥；秘钥输入端用于接收随机秘钥，秘钥值与随机秘钥匹配的加密电路用于从数据缓存电路1212接收数字信号进行加密，并输出加密数据；数据调制电路1211还用于根据第二载波信号对加密数据进行调制，并输出调制加密数据；第一极板1221还用于接收调制加密数据，第二极板1223还用于输出隔离加密数据。

数据解调电路1231用于根据第二载波信号对隔离加密数据进行解调，并输出解调加密数据；数据解调电路1231还用于根据第一载波信号对隔离调制秘钥进行解调，并输出解调秘钥；解密单元1232包括解调秘钥输入端和n个解密电路，每一个解密电路分别对应一种解密算法，每一个解密电路分别对应一个解密值u，u∈[1,n]，相同的解密值与秘钥值所对应的解密算法与加密算法相匹配。也即，第一解密电路对应的解密值为1，第一解密电路用于实现第一解密算法，第一解密算法是与第一加密算法相匹配的解密算法；第二解密电路对应的解密值为2，第二解密电路用于实现第二解密算法，第二解密算法是与第二加密算法相匹配的解密算法；依次类推，第n解密电路对应的解密值为n，第n解密电路用于实现第n解密算法，第n解密算法是与第n加密算法相匹配的解密算法。解调秘钥输入端用于接收解调秘钥，解密值与解调秘钥匹配的解密电路用于对解调加密数据进行解密，以生成隔离后信号。

在使用本实施例的电能计量芯片时，ADC 11接收外部采样信号，并将外部采样信号转换为数字信号。数据调制电路1211将该数字信号传输至数据缓存电路1212。数据缓存电路1212缓存该数字信号。数据调制电路1211还触发随机数产生电路1213用于生成一个随机数，该随机数作为随机秘钥。数据调制电路1211根据第一载波信号对随机秘钥进行调制，并输出调制秘钥；隔离电容122的第一极板1221接收调制秘钥，经过隔离处理后，隔离电容122的第二极板1223输出隔离调制秘钥。数据解调电路1231根据第一载波信号对隔离调制秘钥进行解调，并输出解调秘钥。

加密单元1214还包括第一选通单元，第一选通单元的输入端作为秘钥输入端，第一选通单元接收随机秘钥，并根据随机秘钥生成对应的选通信号，该选通信号用于选通对应的加密电路。例如，随机秘钥为2时，第一选通单元输出将第二加密电路选通的选通信号。第二加密电路从数据缓存电路1212接收数字信号，并根据第二加密算法对数字信号进行加密，并输出加密数据。数据调制电路1211根据第二载波信号对加密数据进行调制，并输出调制加密数据。隔离电容122的第一极板1221接收调制加密数据，经过隔离处理，隔离电容122的第二极板1223输出隔离加密数据。

数据解调电路1231根据第二载波信号对隔离加密数据进行解调，并输出解调加密数据。解密单元1232还包括第二选通单元，第二选通单元的输入端作为解调秘钥输入端，第二选通单元接收解调秘钥，并根据解调秘钥生成对应的选通信号，该选通信号用于选通对应的解密电路。例如，数据解调电路1231解调得到的解调秘钥为2，第二选通单元输出将第二解密电路选通的选通信号。第二解密电路根据第二解密算法对解调加密数据进行解密，以生成隔离后信号。

通信单元13包括高速通信接口。隔离后信号通过高速通信接口传输至计量MCU。在本实施例中，高速通信接口与计量MCU之间的数据传输速率为2兆比特/秒。计量MCU经过运算，得到电能量等数据。

本实施例的电能计量芯片因为采用了上述隔离单元，能够实现与计量MCU的高速数据传输，然后由计量MCU实现对用电的特征进行分析所需要的波形分析、傅里叶展开等运算，从而完成电能质量分析。并且，本实施例的电能计量芯片因此省去了数字信号处理模块和存储累积电量、功率、电流测量值、电压测量值的寄存器。由于数字信号处理模块和寄存器在电能计量芯片中往往占据较大的芯片面积，本实施例的电能计量芯片大大减小了电能计量芯片的硬件资源，有利于降低电能计量芯片的成本，并提高电能计量芯片在制作过程中的良率(yield)。

考虑到隔离电容对不同频率的信号传输的可靠性会存在不一致的情况，以本实施例的隔离电容为例，其对某几个频率的信号的传输的可靠性最高。为了获取最佳的传输可靠性，在本实施例中，隔离单元12还包括载波生成模块124，载波生成模块用于生成第二载波信号，载波生成模块分别与数据调制电路、数据解调电路电连接。载波生成模块包括振荡电路1241、锁相环1242、时钟选择电路1243。振荡电路与锁相环连接，锁相环与时钟选择电路电连接。振荡电路1241用于生成振荡频率信号；时钟选择电路1243用于生成频率选择信号；锁相环1242用于根据频率选择信号将振荡频率信号倍频或分频至目标频率，以生成第二载波信号。在本实用新型的其他可选的实施方式中，载波生成模块还用于生成第一载波信号。

为了降低变压器的设计难度，本实施例的电能计量芯片还包括双路直流变压器14。如图5所示，双路直流变压器14包括高频逆变电路、电感L、互感器T、高频整流滤波电路A、高频整流滤波电路B。双路直流变压器包括原边、第一路副边和第二路副边。双路直流变压器14的原边用于接收来自变压器的外部电源信号Vin，第一路副边输出第一电压信号V1，第二路副边输出第二电压信号V2，第一电压信号V1用于为ADC 11、隔离单元12、通信单元13提供电能，第二电压信号V2用于向外部输出电能。当本实施例的电能计量芯片应用于智能电表时，由第二电压信号V2为计量MCU提供电能，这样，不必为变压器与计量MCU设置隔离电路等，可以降低变压器的设计难度。

为了节省晶体，本实施例的电能计量芯片还包括时钟模块15，时钟模块15包括晶振输入端、第一时钟输出端和第二时钟输出端。晶振输入端用于接收外部晶振信号，时钟模块用于生成第一时钟信号和第二时钟信号，并分别从第一时钟输出端和第二时钟输出端输出。第一时钟输出端与ADC等模块的时钟端电连接，第一时钟信号作为ADC 11等模块的时钟信号。第二时钟输出端与隔离单元的输入端电连接，隔离单元12还用于对第二时钟信号进行电气隔离，并用于输出隔离后时钟信号；通信单元13还包括第一时钟接口、第二时钟接口，第一时钟接口用于接收隔离后时钟信号，第二时钟接口用于输出对外时钟信号。当本实施例的电能计量芯片应用于智能电表时，时钟模块的晶振输入端与第一晶体连接，接收来自第一晶体的外部晶振信号；计量MCU的时钟输入端接收时钟模块输出的对外时钟信号，作为其时钟信号。这样，不必为计量MCU再设置一个晶体，降低了智能电表的成本。

本实施例还提供一种智能电表，参照图6，该智能电表包括计量MCU和本实施例的电能计量芯片，计量MCU与电能计量芯片的通信单元的数据输出端电连接，计量MCU用于从该电能计量芯片接收电能计量信号，并进行相应的运算，得到电能量等数据。计量MCU还用于计算得到累积电量、功率、电流测量值、电压测量值等。计量MCU还用于进行波形分析、傅里叶展开等运算分析。

本实施例的智能电表还包括第一晶体、第二晶体、变压器、管理MCU。管理MCU与计量MCU电连接。第二晶体为管理MCU提供晶振信号，作为时钟源。变压器为管理MCU提供电能。

双路直流变压器接收来自变压器的外部电源信号Vin，并输出第一电压信号V1和第二电压信号V2，第一电压信号V1用于为ADC 11、隔离单元12、通信单元13提供电能，计量MCU与双路直流变压器的第二路副边电连接，第二电压信号V2用于为计量MCU提供电能，这样，不必为变压器与计量MCU设置隔离电路等，可以降低变压器的设计难度。

时钟模块的晶振输入端与第一晶体连接，接收来自第一晶体的外部晶振信号；通信单元的第二时钟接口与所述时钟输入端电连接，计量MCU的时钟输入端接收通信单元的第二时钟接口输出的对外时钟信号，作为其时钟信号。这样，不必为计量MCU再设置一个晶体，降低了智能电表的成本。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种电能计量芯片，其特征在于，所述电能计量芯片包括ADC、隔离单元、通信单元；所述ADC的输出端与所述隔离单元的输入端电连接，所述通信单元包括数据输入端和数据输出端，所述隔离单元的输出端与所述数据输入端电连接；

所述ADC的输入端用于接收外部采样信号，所述ADC用于将所述外部采样信号转换为数字信号并输出；

所述隔离单元的输入端用于接收数字信号，所述隔离单元用于对所述数字信号进行电气隔离，并用于输出隔离后信号；

所述数据输入端用于接收所述隔离后信号，所述通信单元用于生成电能计量信号并从所述数据输出端输出。

2.如权利要求1所述的电能计量芯片，其特征在于，所述隔离单元包括调制模块、隔离电容、解调模块；

所述隔离电容包括第一极板、电容介质、第二极板；所述调制模块的输出端与所述第一极板电连接，所述第二极板与所述解调模块的输入端电连接；

所述调制模块的输入端用于接收所述数字信号，所述调制模块用于对所述数字信号进行调制，并输出调制信号；

所述第一极板用于接收所述调制信号，所述第二极板用于输出隔离调制信号；

所述解调模块的输入端用于接收所述隔离调制信号，所述解调模块用于对所述隔离调制信号进行解调，并输出所述隔离后信号。

3.如权利要求2所述的电能计量芯片，其特征在于，所述电容介质为二氧化硅介质或碳化硅介质。

4.如权利要求2所述的电能计量芯片，其特征在于，所述调制模块包括数据调制电路、数据缓存电路、随机数产生电路、加密单元；所述解调模块包括数据解调电路、解密单元；所述数据调制电路分别与所述数据缓存电路、所述随机数产生电路、所述加密单元电连接，所述随机数产生电路与所述加密单元电连接，

所述数据调制电路用于将所述数字信号传输至所述数据缓存电路；

所述数据缓存电路用于缓存所述数字信号；

所述加密单元包括秘钥输入端和n个加密电路，每一个所述加密电路分别对应一种加密算法，每一个所述加密电路分别对应一个秘钥值v，n为大于等于1的整数，v∈[1,n]；

所述随机数产生电路用于生成一随机秘钥m，m∈[1,n]；

所述数据调制电路还用于根据第一载波信号对所述随机秘钥进行调制，并输出调制秘钥；

所述第一极板还用于接收所述调制秘钥，所述第二极板还用于输出隔离调制秘钥；

所述秘钥输入端用于接收所述随机秘钥，所述秘钥值与所述随机秘钥匹配的所述加密电路用于从所述数据缓存电路接收所述数字信号进行加密，并输出加密数据；

所述数据调制电路还用于根据第二载波信号对所述加密数据进行调制，并输出调制加密数据；

所述第一极板还用于接收所述调制加密数据，所述第二极板还用于输出隔离加密数据；

所述数据解调电路用于根据所述第二载波信号对所述隔离加密数据进行解调，并输出解调加密数据；

所述数据解调电路还用于根据所述第一载波信号对所述隔离调制秘钥进行解调，并输出解调秘钥；

所述解密单元包括解调秘钥输入端和n个解密电路，每一个所述解密电路分别对应一种解密算法，每一个所述解密电路分别对应一个解密值u，u∈[1,n]，相同的所述解密值与所述秘钥值所对应的解密算法与加密算法相匹配；

所述解调秘钥输入端用于接收所述解调秘钥，所述解密值与所述解调秘钥匹配的所述解密电路用于对所述解调加密数据进行解密，以生成所述隔离后信号。

5.如权利要求4所述的电能计量芯片，其特征在于，所述隔离单元还包括载波生成模块，所述载波生成模块分别与所述数据调制电路、所述数据解调电路电连接，所述载波生成模块用于生成所述第二载波信号，所述数据调制电路还用于接收所述第二载波信号，所述数据解调电路还用于接收所述第二载波信号。

6.如权利要求5所述的电能计量芯片，其特征在于，所述载波生成模块包括振荡电路、锁相环、时钟选择电路；所述振荡电路与所述锁相环连接，所述锁相环与所述时钟选择电路电连接；

所述振荡电路用于生成振荡频率信号；

所述时钟选择电路用于生成频率选择信号；

所述锁相环用于接收所述频率选择信号和所述振荡频率信号并根据所述频率选择信号将所述振荡频率信号倍频或分频至目标频率，以生成所述第二载波信号。

7.如权利要求1所述的电能计量芯片，其特征在于，所述电能计量芯片还包括双路直流变压器，所述双路直流变压器包括原边、第一路副边和第二路副边；

所述原边用于接收外部电源信号，所述第一路副边用于输出第一电压信号，所述第二路副边用于输出第二电压信号，所述第一电压信号用于为所述ADC、所述隔离单元、所述通信单元提供电能，所述第二电压信号用于向外部输出电能。

8.如权利要求1所述的电能计量芯片，其特征在于，所述电能计量芯片还包括时钟模块，所述时钟模块包括晶振输入端、第一时钟输出端和第二时钟输出端，所述晶振输入端用于接收外部晶振信号，所述时钟模块用于生成第一时钟信号和第二时钟信号，并分别从所述第一时钟输出端和所述第二时钟输出端输出；

所述第一时钟输出端与所述ADC电连接；

所述ADC还用于接收所述第一时钟信号；

所述第二时钟输出端与所述隔离单元的输入端电连接；

所述隔离单元还用于对所述第二时钟信号进行电气隔离，并用于输出隔离后时钟信号；

所述通信单元还包括第一时钟接口、第二时钟接口，所述第一时钟接口用于接收所述隔离后时钟信号，所述第二时钟接口用于输出对外时钟信号。

9.一种智能电表，其特征在于，包括计量MCU和如权利要求1-6中任意一项所述的电能计量芯片，所述计量MCU与所述电能计量芯片的通信单元电连接，所述计量MCU用于接收所述电能计量信号。

10.一种智能电表，其特征在于，包括计量MCU和如权利要求7所述的电能计量芯片，所述计量MCU与所述电能计量芯片的通信单元电连接，所述计量MCU用于接收所述电能计量信号；

所述计量MCU与所述第二路副边电连接，所述计量MCU还用于从所述第二电压信号获取电能。

11.一种智能电表，其特征在于，包括计量MCU和如权利要求8所述的电能计量芯片，所述计量MCU与所述电能计量芯片的通信单元电连接，所述计量MCU用于接收所述电能计量信号；

所述智能电表还包括第一晶体，所述计量MCU设置有时钟输入端，所述第一晶体与所述时钟模块的晶振输入端连接，所述第二时钟接口与所述时钟输入端电连接，所述第一晶体用于生成所述外部晶振信号，所述时钟输入端用于接收所述对外时钟信号。