偏压测试电路及系统的制作方法

本申请涉及电源测试技术领域，具体而言，涉及偏压测试电路及系统。

背景技术：

电子产品的系统稳定性的重要影响因素之一，便是该电子产品的电源质量，因而如何在产品设计阶段能够最大限度的发现电源缺陷就显得至关重要。常用的电源测试手段为偏压测试，偏压测试通过给被测设备施加电源偏压，以测试极端情况下产品的可靠性(例如：信号时序的余量、噪声在电源波动情况下的影响、芯片的稳定性等)。其中，芯片级的二次电源拉偏测试是偏压测试理论中对加大系统压力的最有效的测试方案之一，其通过考验芯片的电源在容限范围内取上下限供电的运行稳定性，保障芯片在由于单板上电子元器件的个体差异性、批量差异性导致的电压精度、纹波噪声在不同水平线上时均能稳定工作。

然而，对于芯片级的二次电源拉偏测试一直是偏压测试中的难点。现有技术中，需要对待测单板进行破坏性操作，以便将可调电阻串接进电路中，并通过调节可调电阻的阻值进行偏压测试。此测试方法对待测单板破坏性大、测试效率低、偏压精度低，同时要求测试人员具有较高的焊接水平。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的上述不足，本申请的目的之一在于提供一种偏压测试电路及系统。

第一方面，本实用新型实施例提供一种偏压测试电路，所述偏压测试电路与待测电路电连接，所述偏压测试电路包括控制模块、采样模块以及电压调节模块，所述控制模块分别与所述采样模块及所述电压调节模块电连接，所述电压调节模块及所述采样模块分别与所述待测电路电连接；

所述采样模块用于采集所述待测电路的输出电压，并将所述输出电压传输至所述控制模块；

所述控制模块用于当所述输出电压不等于预设定的测试电压值时，调节输出至所述电压调节模块的电压信号的占空比；

所述电压调节模块用于依据所述占空比调节输入至所述待测电路的输入电压，以改变所述待测电路的输出电压。

在可选的实施方式中，所述偏压测试电路还包括阻值调节模块，所述电压调节模块、所述阻值调节模块以及所述待测电路依次电连接；

所述阻值调节模块用于响应接收到的开关切换指令而调节阻值。

在可选的实施方式中，所述阻值调节模块包括至少两个开关单元，所述至少两个开关单元之间相互并联。

在可选的实施方式中，每个所述开关单元均包括串联的开关及电阻。

在可选的实施方式中，所述电压调节模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第一电容，电源、所述第二电阻、所述第三电阻依次串联后接地，所述控制模块通过所述第一电阻电连接于所述第二电阻及所述第三电阻之间，所述控制模块还通过所述第一电阻与所述待测电路电连接，所述第一电容的一端与所述控制模块及所述第一电阻电连接，所述第一电容的另一端接地。

在可选的实施方式中，所述输入电压与所述输出电压满足算式：

vfb＝k1*vout+k2*vin

其中，vfb为预设定的电压反馈值，vout为所述输出电压，vin为所述输入电压，k1为预设定的第一调节系数，且k1>0，k2为预设定的第二调节系数，且k2>0。

在可选的实施方式中，所述控制模块用于当所述输出电压小于所述预设定的测试电压值时，减小输出至所述电压调节模块的电压信号的占空比；

所述电压调节模块用于依据所述占空比而减小所述输入电压，以增大所述输出电压。

在可选的实施方式中，所述控制模块用于当所述输出电压大于所述预设定的测试电压值时，增大输出至所述电压调节模块的电压信号的占空比；

所述电压调节模块用于依据所述占空比而增大所述输入电压，以减小所述输出电压。

第二方面，本实用新型实施例提供一种偏压测试系统，所述偏压测试系统包括待测电路及如前述实施方式中任意一项所述的偏压测试电路，所述待测电路与所述偏压测试电路电连接。

在可选的实施方式中，所述待测电路包括待测芯片、第四电阻及第五电阻，所述待测芯片的信号输出端串联所述第四电阻、所述第五电阻后接地，所述待测芯片的信号输出端与所述采样模块电连接，所述待测芯片的反馈信号端电连接于所述第四电阻及所述第五电阻之间，并与所述电压调节模块电连接。

相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：

本实用新型提供的偏压测试电路及系统，包括控制模块、采样模块以及电压调节模块，控制模块与采样模块及电压调节模块均电连接，电压调节模块及采样模块分别与待测电路电连接；采样模块用于采集待测电路的输出电压，控制模块用于当输出电压不等于预设定的测试电压值时，调节输出至电压调节模块的电压信号的占空比，电压调节模块用于依据占空比调节输入至待测电路的输入电压，以改变输出电压。由于在输出电压不等于预设定的测试电压值时，控制模块可直接通过电压信号的占空比的方式，改变输出电压，从而实现偏压测试，无需破坏待测电路的电路结构，且整个调节过程由控制模块自动调节，无需测试人员手动调节，提高了测试效率；同时由于无需串联可调电阻，使得输出电压不会随温度的变化而有所变化，保证了测试过程中的电压精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的偏压测试系统的电路框图。

图2为本实用新型实施例提供的待测电路的电路图。

图3为本实用新型实施例提供的偏压测试电路的电路框图。

图4为将阻值调节模块接入待测电路部分的等效电路。

图5为本实用新型实施例提供的阻值调节模块的电路图。

图6为本实用新型实施例提供的电压调节模块的电路图。

图7为占空比为100％时电压调节模块的等效电路。

图8为占空比为0时电压调节模块的等效电路。

图标：100-偏压测试系统；110-待测电路；120-偏压测试电路；122-采样模块；124-控制模块；126-电压调节模块；128-阻值调节模块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参阅图1，为本实用新型提供的偏压测试系统100的电路框图。其中，偏压测试系统100包括待测电路110以及偏压测试电路120，偏压测试电路120与待测电路110电连接。

请参阅图2，为待测电路110的电路图。其中，待测电路110包括待测芯片u1、第四电阻r4及第五电阻r5，待测芯片u1的信号输出端串联第四电阻r4、第五电阻r5后接地，待测芯片u1的信号输出端与偏压测试电路120电连接，待测芯片u1的反馈信号端电连接于第四电阻r4及第五电阻r5之间，并与偏压测试电路120电连接。

其中，信号输出端用于输出电压信号，也即输出电压。可以理解地，在对待测芯片u1进行偏压测试时，需要不断调节输出电压，以测试待测芯片u1在不同供电状态下的稳定性。

需要说明的是，根据待测芯片u1型号的不同，待测芯片u1的反馈信号端的电压值不同；而一旦待测芯片u1的型号确定，则反馈信号端的电压值不变。

另外，在一种可选的实施方式中，待测电路110还包含第二电容，待测芯片u1的信号输出端通过第二电容接地。通过设置第二电容，可以滤除输出电压信号中包含的噪音。

偏压测试电路120用于使待测电路110改变输出电压，以便对待测电路110进行二次电源拉偏测试。

请参阅图3，为偏压测试电路120的电路框图。该偏压测试电路120包括控制模块124、采样模块122、电压调节模块126以及阻值调节模块128。其中，控制模块124与采样模块122及电压调节模块126均电连接，采样模块122与待测电路110电连接，电压调节模块126、阻值调节模块128以及待测电路110依次电连接。

具体地，采样模块122与待测芯片u1的信号输出端电连接。采样模块122用于采集待测电路110的输出电压，并将输出电压传输至控制模块124。

在一种可选的实施方式中，采样模块122可以为采样芯片。

阻值调节模块128用于响应接收到的开关切换指令而调节阻值。可以理解地，将阻值调节模块128以等效电阻rfb表示，则阻值调节模块128接入待测电路110部分的等效电路如图4所示。从而根据图4，可列出以下方程：

从而，其中，vfb为反馈信号端的电压值，vout为输出电压，vin为输入电压，r4为第四电阻，r5为第五电阻，i1为流经第四电阻r4以及第五电阻r5这一回路的电流值，i2为流经电阻rfb以及第五电阻r5这一回路的电流值。

因而，输出电压与输入电压满足算式：vfb＝k1*vout+k2*vin。

其中，k1为预设定的第一调节系数，k2为预设定的第二调节系数。也即，

由于待测电路110中，第四电阻r4、第五电阻r5以及vfb是不可变的，从而第一调节系数k1也是不变的。因此在测试过程中，若要改变输出电压vout，只能改变第二调节系数k2或输入电压vin。另外，可以看出，在第二调节系数k2一定的情况下，输出电压vout与输入电压vin呈反比关系，也即输入电压vin越大，输出电压vout越小。

请参阅图5，为阻值调节模块128的电路图。阻值调节模块128包括至少两个开关单元，至少两个开关单元之间相互并联。其中，每个开关单元均包括串联的开关及电阻。需要说明的是，在本实施例中，并不对开关单元的数量进行限定，该开关单元的数量可以根据实际需求做出相应修改，可以为2、3、4等任意数量。

可以理解地，不同开关的组合对应着不同的等效电阻rfb的值，并对应不同的第二调节系数k2。例如，可以单独闭合开关s1、开关s2……或开关sn，也可以两两组合、三三组合等等。需要说明的是，设置阻值调节模块128的目的在于调整第二调节系数，实现对输出电压vout的范围的调整；而在实际测试时，通常将阻值调节模块128的等效电阻rfb固定，也即使得第二调节系数固定，以便通过电压调节模块126改变输出电压vout，使得输出电压vout在特定范围内变化。

还需要说明的是，在一种可选的实施方式中，偏压测试电路120也可不包含阻值调节模块128。在偏压测试电路120不包含阻值调节模块128时，等效电阻rfb的值为0，从而第二调节系数k2＝1，那么此时只能通过改变输入电压vin达到改变输出电压vout的效果。

电压调节模块126用于根据控制模块124输出的电压信号的占空比，调节输入至待测电路110的输入电压，以改变输出电压。

请参阅图6，电压调节模块126包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3以及第一电容c1，电源、第二电阻r2、第三电阻r3依次串联后接地，控制模块124通过第一电阻r1电连接于第二电阻r2及第三电阻r3之间，控制模块124还通过第一电阻r1与待测电路110电连接，第一电容c1的一端与控制模块124及第一电阻r1均电连接，第一电容c1的另一端接地。

其中，输入电压vin随着占空比的增大而增大，导致输出电压vout越来越小。当输入电压vin从vmin～vmax依次变化时，输出电压vout从(vfb-k2·vmin)/k1～(vfb-k2·vmax)/k1这一范围内依次变化。

请参阅图7及图8，分别为占空比为100％和0时，电压调节模块126的等效电路图。以r1＝r2＝r3＝r为例，当占空比为100％时，相当于控制模块124输出高电平信号，从而第一电阻r1与控制模块124电连接的一端等效为电源，第一电阻r1的另一端通过第三电阻r3接地(如图7所示)，此时：

当占空比为0时，相当于控制模块124输出低电平信号，从而第一电阻r1与控制模块124电连接的一端等效为地，第一电阻r1的另一端通过第二电阻r2接电源(如图8所示)，此时：

可以理解地，输入电压vin随着占空比的增大而增大，同时输出电压vout反而越来越小。因而，在等效电阻rfb一定的情况下，该偏压测试电路120可对待测电路110进行电压范围从区间范围内的芯片偏压测试。

控制模块124用于当输出电压不等于预设定的测试电压值时，调节输出至电压调节模块126的电压信号的占空比。

具体地，控制模块124用于当输出电压小于预设定的测试电压值时，减小输出至电压调节模块126的电压信号的占空比；控制模块124用于当输出电压大于预设定的测试电压值时，增大输出至电压调节模块126的电压信号的占空比。

而当控制模块124减小输出至电压调节模块126的电压信号的占空比时，电压调节模块126用于依据占空比而减小输入电压，以增大输出电压；当控制模块124增大输出至电压调节模块126的电压信号的占空比时，电压调节模块126用于依据占空比而增大输入电压，以减小输出电压。

本实用新型提供的偏压测试电路120在对待测电路110进行测试的过程如下：可先调节阻值调节模块128，以选定等效电阻rfb，然后由采样模块122采集输出电压，并由控制模块124判断输出电压是否等于预设定的测试电压值；若输出电压小于预设定的测试电压值，则减小输出至电压调节模块126的电压信号的占空比，从而使得输入电压减小，使得输出电压增大；若输出电压大于预设定的测试电压值，则增大输出至电压调节模块126的电压信号的占空比，从而使得输入电压增大，使得输出电压减小，直至输出电压等于预设定的测试电压值为止。

需要说明的是，若无论怎么调节占空比，都无法实现输出电压等于预设定的测试电压值，则需调节阻值调节模块128，以改变等效电阻rfb的值，以便更换偏压测试电路120能够提供的电压值的范围。

综上所述，本实用新型提供的偏压测试电路及系统，包括控制模块、采样模块以及电压调节模块，控制模块与采样模块及电压调节模块均电连接，电压调节模块及采样模块分别与待测电路电连接；采样模块用于采集待测电路的输出电压，控制模块用于当输出电压不等于预设定的测试电压值时，调节输出至电压调节模块的电压信号的占空比，电压调节模块用于依据占空比调节输入至待测电路的输入电压，以改变输出电压。由于在输出电压不等于预设定的测试电压值时，控制模块可直接通过电压信号的占空比的方式，改变输出电压，从而实现偏压测试，无需破坏待测电路的电路结构，且整个调节过程由控制模块自动调节，无需测试人员手动调节，提高了测试效率；同时由于无需串联可调电阻，使得输出电压不会随温度的变化而有所变化，保证了测试过程中的电压精度。

以上所述，仅为本申请的各种实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。