电压调节电路和电压测量电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种电压调节电路和电压测量电路，可调电压档位模块，用于接收控制信号和待测芯片的单端模拟信号，并根据控制信号切换内部的并联电阻通路，以调节单端模拟信号的电压幅值；其中，多个内部并联电阻的阻值互不相同；多级反相比例运放模块，与可调电压档位模块连接，用于对调节后的单端模拟信号电压幅值两级调节，输出目标模拟电压信号，该电路通过可调电压档位模块切换运放增益倍数来实现待测芯片的单端模拟信号的电压档位可调，并且只需要切换内部的并联电阻通路即可，不需要增加较大的硬件成本和硬件设计复杂度，就可以实现模拟信号宽范围变化。以实现模拟信号宽范围变化。以实现模拟信号宽范围变化。

【技术实现步骤摘要】
电压调节电路和电压测量电路


[0001]本技术涉及模拟电压
，尤其是涉及一种电压调节电路和电压测量电路。

技术介绍

[0002]随着测量技术的不断发展，模拟信号的测试要求、测量场景越来越多，主要增加的需求包括：宽范围的模拟信号测试，信号下至uV、mV，上至V、十几V，如此宽范围的电压变化，同时还需要保证测量精度，对测试电路提出了挑战；相关技术中，通常采用的模拟信号测试电路均为运放跟随+ADC(Analog
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to
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digital converter，模拟数字转换器)模式，其应对高精度宽范围的模拟信号测试需求时，所采用的解决方法通常是将运放电源轨以及ADC参考源调整为可调电源；该方式增加了硬件成本，同时可调电源的精度以及噪声等参数均需要调试测试，增加了硬件设计复杂度。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种电压调节电路和电压测量电路，不需要增加较大的硬件成本和硬件设计复杂度，就可以实现模拟信号宽范围变化。
[0004]本技术提供的一种电压调节电路，包括：可调电压档位模块，用于接收控制信号和待测芯片的单端模拟信号，并根据控制信号切换内部的并联电阻通路，以调节单端模拟信号的电压幅值；其中，多个内部并联电阻的阻值互不相同；多级反相比例运放模块，与可调电压档位模块连接，用于对调节后的单端模拟信号电压幅值两级调节，输出目标模拟电压信号。
[0005]进一步的，还包括：差分转单端运算放大器，被配置为：输入端连接待测芯片，用于接收待测芯片的待测差分模拟信号，输出单端模拟信号。
[0006]进一步的，可调电压档位模块包括：多个并联电阻，被配置为：每一并联电阻的第一端均与差分转单端运算放大器的输出端连接；模拟开关，被配置为：输入端与每一并联电阻的第二端均连接，输出端与多级反相比例运放模块连接，用于根据接收的控制信号切换目标并联电阻，将调节后的单端模拟信号输入至多级反相比例运放模块。
[0007]进一步的，多级反相比例运放模块包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一运算放大器、第二运算放大器；第一电阻，被配置为：第一端与模拟开关的输出端连接，第二端连接基准电源；第二电阻，被配置为：第一端与模拟开关的输出端连接，第二端与第一运算放大器的输出端连接；第一运算放大器，被配置为：第一输入端与模拟开关的输出端连接，第二输入端接地，用于基于目标并联电阻、第一电阻和第二电阻，处理调节后的单端模拟信号，输出中间模拟信号；第三电阻，被配置为：第一端与第一运算放大器的输出端连接，第二端与第二运算放大器的第一输入端连接；第二运算放大器，被配置为：第一输入端通过第四电阻连接第二运算放大器的输出端；第二输入端接地，用于基于中间模拟信号、第三电阻和第四电阻，输出目标模拟电压信号。
[0008]进一步的，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和每个并联电阻的精度均高于预设电阻精度阈值；第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和每个并联电阻的温漂系数均小于预设温漂系数阈值。
[0009]进一步的，第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻的阻值相同。
[0010]进一步的，差分转单端运算放大器的增益倍数为单位增益。
[0011]本技术提供的一种电压测量电路，包括：如上述任一项的电压调节电路；模数转换模块，与多级反相比例运放模块和基准电源均连接，用于根据目标模拟电压信号生成数字电压信号；上位机，与模数转换模块连接，用于将数字电压信号模拟化处理，生成显示模拟信号；还用于根据接收到的补偿指令对显示模拟信号的幅值进行补偿。
[0012]进一步的，还包括：FPGA芯片，与模数转换模块连接，用于通过FPGA芯片内部通信接口将数字电压信号传输至上位机。
[0013]进一步的，还包括显示模块；显示模块与上位机连接；显示模块用于显示通过上位机补偿后的显示模拟信号。
[0014]本技术提供的电压调节电路和电压测量电路，电压调节电路包括可调电压档位模块和多级反相比例运放模块；可调电压档位模块用于接收控制信号和待测芯片的单端模拟信号，并根据控制信号切换内部的并联电阻通路，以调节单端模拟信号的电压幅值；其中，多个内部并联电阻的阻值互不相同；多级反相比例运放模块与可调电压档位模块连接，用于对调节后的单端模拟信号电压幅值两级调节，输出目标模拟电压信号，该电路通过可调电压档位模块切换运放增益倍数来实现待测芯片的单端模拟信号的电压档位可调，并且只需要切换内部的并联电阻通路即可，不需要增加较大的硬件成本和硬件设计复杂度，就可以实现模拟信号宽范围变化。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本技术实施例提供的一种电压调节电路的示意图；
[0017]图2为本技术实施例提供的一种完整的电压调节电路的示意图；
[0018]图3为本技术实施例提供的一种电压测量电路的结构示意图。
具体实施方式
[0019]下面将结合实施例对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0020]随着测量技术的不断发展，模拟信号的测试要求、测量场景越来越多，主要增加的需求如下：
[0021]1.宽范围的模拟信号测试，信号下至uV、mV，上至V、十几V，如此宽范围的电压变
化，同时还需要保证测量精度，对测试电路提出了挑战。2.当前芯片集成度越来越高，芯片功耗随之水涨船高，在测试过程中，尤其是长时间带电运行后，板卡温升都是非常可观的，此时温度变化对测量结果带来的影响已无法忽略。目前市场上广泛采用的模拟信号测试电路均为运放跟随+ADC采样该种模式，其应对高精度宽范围的模拟信号测试需求解决方法通常包括：1.将运放电源轨以及ADC参考源调整为可调电源；2.板卡内置多个测试通道，根据不同的测试需求，选择不同的测量电路。应对温度变化带来的影响解决方法通常为增加散热处理，如：增加风扇、热沉甚至水冷设备。
[0022]上述相关技术中的处理方式主要存在以下缺点：缺点1：将运放电源轨以及ADC参考源调整为可调电源，会增加硬件成本，同时可调电源的精度以及噪声等参数均需要调试测试，增加了硬件设计复杂度；缺点2：板卡内置多个测试通道同样会大大增加硬件成本，且通道一致性也需要校准，增加了系统复杂度；缺点3：增加散热处理以降低温升，该方法会增加PCB板尺寸，结构复杂度，同时也会增大整机尺寸，不利于测试机小型化设计，也会增加整机成本。
[0023]基于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压调节电路，其特征在于，包括：可调电压档位模块，用于接收控制信号和待测芯片的单端模拟信号，并根据所述控制信号切换内部的并联电阻通路，以调节所述单端模拟信号的电压幅值；其中，多个内部并联电阻的阻值互不相同；多级反相比例运放模块，与所述可调电压档位模块连接，用于对调节后的单端模拟信号电压幅值两级调节，输出目标模拟电压信号。2.根据权利要求1所述的电压调节电路，其特征在于，还包括：差分转单端运算放大器，被配置为：输入端连接待测芯片，用于接收待测芯片的待测差分模拟信号，输出所述单端模拟信号。3.根据权利要求2所述的电压调节电路，其特征在于，所述可调电压档位模块包括：多个所述并联电阻，被配置为：每一所述并联电阻的第一端均与所述差分转单端运算放大器的输出端连接；模拟开关，被配置为：输入端与每一所述并联电阻的第二端均连接，输出端与所述多级反相比例运放模块连接，用于根据接收的所述控制信号切换目标并联电阻，将调节后的单端模拟信号输入至所述多级反相比例运放模块。4.根据权利要求3所述的电压调节电路，其特征在于，所述多级反相比例运放模块包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一运算放大器、第二运算放大器；第一电阻，被配置为：第一端与所述模拟开关的输出端连接，第二端连接基准电源；第二电阻，被配置为：第一端与所述模拟开关的输出端连接，第二端与所述第一运算放大器的输出端连接；所述第一运算放大器，被配置为：第一输入端与所述模拟开关的输出端连接，第二输入端接地，用于基于所述目标并联电阻、所述第一电阻和所述第二电阻，处理所述调节后的单端模拟信号，输出中间模拟信号；所述第三电阻，被配置为：第一端与所述第一运算放...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨钊辉，袁晓航，郑小云，郭晓湛，
申请(专利权)人：杭州长川科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：