CN117294262B - 运算电路及测试电路 - Google Patents

Abstract

本公开涉及集成电路测试领域，尤其涉及一种运算电路及测试电路，可根据测试需求切换成不同的运算电路。包括：第一子电路模块、第二子电路模块、第三子电路模块、控制模块及运放模块；第一子电路模块的输出端与运放模块的第一输入端连接，第二子电路模块的输出端与运放模块的第二输入端连接，第三子电路模块的第一端与运放模块的第一输入端连接，第三子电路模块的第二端与运放模块的输出端连接，第一子电路模块的控制端、第二子电路模块的控制端以及第三子电路模块的控制端与控制模块连接；控制模块响应于控制信号，控制在第一子电路模块、第二子电路模块以及第三子电路模块中确定接入运放模块的目标子电路模块接入运放模块组成目标运算电路。

Description

运算电路及测试电路

技术领域

本公开涉及集成电路测试领域，具体地，涉及一种运算电路及测试电路。

背景技术

基于运放模块的运算电路包括比例运算电路、加减运算电路、积分和微分运算电路以及对数和指数运算电路等，这些运算电路都是利用运放模块的虚短虚断特性，将运放模块和电阻、电容、三极管等元器件组合得到的，经常用于电路设计或电路测试中，例如调整电压范围、电压跟随、进行电压的加减乘除运算等。

相关技术中，例如在光伏用HPLC(High-Speed Power Line Communication，高速电力线载波)项目测试阶段，需涉及多种运算电路，而现有的运算电路仅能实现对单一的电路测试，无法满足HPLC项目测试阶段的测试需求。若要改变电路功能需要重新设计电路，在电路层面进行改动，且使用的元器件数量更多，成本更高。

发明内容

本公开的目的是提供一种运算电路及测试电路，可根据测试需求切换成不同的运算电路。

为了实现上述目的，第一方面，本公开提供一种运算电路，包括：第一子电路模块、第二子电路模块、第三子电路模块、控制模块以及运放模块；

所述第一子电路模块的输出端与所述运放模块的第一输入端连接，所述第二子电路模块的输出端与所述运放模块的第二输入端连接，所述第三子电路模块的第一端与所述运放模块的第一输入端连接，所述第三子电路模块的第二端与所述运放模块的输出端连接，且所述第一子电路模块的输入端、所述第二子电路模块的输入端用于连接电源，所述第一子电路模块的控制端、所述第二子电路模块的控制端以及所述第三子电路模块的控制端与所述控制模块连接；

所述控制模块，用于响应于控制信号，在所述第一子电路模块、所述第二子电路模块以及所述第三子电路模块中确定接入所述运放模块的目标子电路模块，并控制所述目标子电路模块接入所述运放模块，以使所述目标子电路模块与所述运放模块组成目标运算电路。

可选地，所述第一子电路模块包括第一负载模块和第二负载模块，所述第一负载模块的输出端和所述第二负载模块的输出端与所述运放模块的第一输入端连接，所述第一负载模块的输入端和所述第二负载模块的输入端用于连接电源。

可选地，所述第一负载模块包括第一电容电路、第一电阻电路以及第一开关模块，所述第一电容电路与所述第一电阻电路并联后与所述第一开关的第一端连接，所述第一开关模块的第一端还用于与电源连接，所述述第一开关模块的第二端接地；

所述第一电容电路包括第一电容和第二开关模块，所述第一电容与所述第二开关模块串联；

所述第一电阻电路包括第一电阻和第三开关模块，所述第一电阻与所述第三开关模块串联。

可选地，所述第二负载模块包括第二电阻电路和第三电阻电路，所述第二电阻电路的输出端与所述第三电阻电路的输出端连接，所述第二电阻电路的输入端与所述第三电阻电路的输入端用于连接电源；

所述第二电阻电路包括第二电阻和第四开关模块，所述第二电阻与所述第四开关模块串联；

所述第三电阻电路包括第三电阻和第五开关模块，所述第三电阻与所述第五开关模块串联。

可选地，所述第二子电路模块包括第三负载模块和第四负载模块，所述第三负载模块的输出端与所述第四负载模块的输出端相连，所述第三负载模块的输入端和所述第四负载模块的输入端用于与电源连接。

可选地，所述第三负载模块包括第四电阻电路和第五电阻电路，所述第四电阻电路的输出端与所述第五电阻电路的输出端连接，所述第四电阻电路的输入端与所述第五电阻电路的输入端用于连接电源；

所述第四电阻电路包括第四电阻和第六开关模块，所述第四电阻与所述第六开关模块串联；

所述第五电阻电路包括第五电阻和第七开关模块，所述第五电阻与所述第七开关模块串联。

可选地，所述第四负载模块包括第六电阻、第八开关模块和第九开关模块，所述第八开关模块与所述第六电阻串联后与所述第九开关模块的第一端连接，所述第九开关模块的第二端接地。

可选地，所述第三子电路模块包括第二电容电路、第六电阻电路和第十开关模块，所述第二电容电路与所述第六电阻电路并联，所述第十开关模块与所述第六电阻电路并联；

所述第二电容电路包括第二电容和第十一开关模块，所述第二电容与所述第十一开关模块串联；

所述第六电阻电路包括射频电阻和第十二开关模块，所述射频电阻与所述第十二开关模块串联。

可选地，开关模块的控制端与所述控制模块相连。

第二方面，本公开提供一种测试电路，包括第一方面所述的运算电路和电源。

通过上述技术方案，本公开提供一种运算电路，包括第一子电路模块、第二子电路模块、第三子电路模块、控制模块以及运放模块，控制模块用于响应于控制信号，在第一子电路模块、第二子电路模块以及第三子电路模块中确定接入运放模块的目标子电路模块，并控制目标子电路模块接入运放模块，以使目标子电路模块与运放模块组成运算电路，通过控制信号改变运算电路的结构，实现利用一个运放模块就能在多种运算电路之间进行切换，减少了运放模块的使用，降低了电路的功耗和面积。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开示例性实施例示出的一种运算电路的框图。

图2是根据本公开示例性实施例示出的一种运算电路的电路图。

图3是根据本公开示例性实施例示出的一种目标运算电路的示意图。

图4是根据本公开示例性实施例示出的另一种目标运算电路的示意图。

图5是根据本公开示例性实施例示出的又一种目标运算电路的示意图。

图6是根据本公开示例性实施例示出的再一种目标运算电路的示意图。

图7是根据本公开示例性实施例示出的再一种目标运算电路的示意图。

图8是根据本公开示例性实施例示出的再一种目标运算电路的示意图。

图9是根据本公开示例性实施例示出的再一种目标运算电路的示意图。

图10是根据本公开示例性实施例示出的再一种目标运算电路的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图1是根据本公开示例性实施例示出的一种运算电路的框图。参见图1，该运算电路包括：第一子电路模块10、第二子电路模块20、第三子电路模块30、控制模块50以及运放模块40；

第一子电路模块10的输出端与运放模块40的第一输入端连接，第二子电路模块20的输出端与运放模块40的第二输入端连接，第三子电路模块30的第一端与运放模块40的第一输入端连接，第三子电路模块30的第二端与运放模块40的输出端连接，且第一子电路模块10的输入端、第二子电路模块20的输入端用于连接电源，第一子电路模块10的控制端、第二子电路模块20的控制端以及第三子电路模块30的控制端与控制模块50连接；

控制模块50，用于响应于控制信号，在第一子电路模块10、第二子电路模块20以及第三子电路模块30中确定接入运放模块40的目标子电路模块，并控制目标子电路模块接入运放模块40，以使目标子电路模块与运放模块40组成目标运算电路。

本公开通过控制信号改变运算电路的结构，从而实现通过一个运放模块就能在多种运算电路之间进行切换，减少了运放模块的使用，降低了电路的功耗和面积，减少了电路所使用的元器件数量，减小了电路成本。在通过该运算电路进行测试的过程中，无需在电路层面进行改动，只需要改变控制信号便可改变电路结构，实现所需功能，扩大了该运算电路的应用范围。

为了便于本领域技术人员更加理解本公开提供的运算电路，下面对该运算电路中的各元部件的连接关系进行详细举例说明。

在一可能的实施例中，参见图2，第一子电路模块10包括第一负载模块101和第二负载模块102，第一负载模块101的输出端和第二负载模块102的输出端与运放模块40的第一输入端连接，第一负载模块101的输入端和第二负载模块102的输入端用于连接电源。

在一可能的实施例中，参见图2，第一负载模块101包括第一电容电路、第一电阻电路以及第一开关模块，第一电容电路与第一电阻电路并联后与第一开关的第一端连接，第一开关模块S1的第一端还用于与电源连接，第一开关模块S2的第二端接地；

第一电容电路包括第一电容C1和第二开关模块S2，第一电容C1与第二开关模块S2串联；

第一电阻电路包括第一电阻R1和第三开关模块S3，第一电阻R1与第三开关模块S3串联。

在一可能的实施例中，参见图2，第二负载模块102包括第二电阻电路和第三电阻电路，第二电阻电路的输出端与第三电阻电路的输出端连接，第二电阻电路的输入端与第三电阻电路的输入端用于连接电源；

第二电阻电路包括第二电阻R2和第四开关模块S4，第二电阻R2与第四开关模块S4串联；

第三电阻电路包括第三电阻R3和第五开关模块S5，第三电阻R3与第五开关模块S5串联。

在一可能的实施例中，参见图2，第二子电路模块20包括第三负载模块201和第四负载模块202，第三负载模块201的输出端与第四负载模块202的输出端相连，第三负载模块201的输入端和第四负载模块202的输入端用于与电源连接。

在一可能的实施例中，参见图2，第三负载模块201包括第四电阻电路和第五电阻电路，第四电阻电路的输出端与第五电阻电路的输出端连接，第四电阻电路的输入端与第五电阻电路的输入端用于连接电源；

第四电阻电路包括第四电阻R4和第六开关模块S6，第四电阻R4与第六开关模块S6串联；

第五电阻电路包括第五电阻R5和第七开关模块S7，第五电阻R5与第七开关模块S7串联。

在一可能的实施例中，第四负载模块202包括第六电阻R6、第八开关模块S8和第九开关模块S9，第八开关模块S8与第六电阻R6串联后与第九开关模块S9的第一端连接，第九开关模块S9的第二端接地。

在一可能的实施例中，第三子电路模块30包括第二电容电路、第六电阻电路和第十开关模块，第二电容电路与第六电阻电路并联，第十开关模块与第六电阻电路并联；

第二电容电路包括第二电容C2和第十一开关模块S11，第二电容C2与第十一开关模块S11串联；

第六电阻电路包括射频电阻Rf和第十二开关模块S12，射频电阻Rf与第十二开关模块S12串联。

在一可能的实施例中，开关模块的控制端与控制模块50相连。

示例地，本公开中的所有开关模块可以为NMOS管，控制模块50与NMOS管的栅极相连，控制模块50通过NMOS管的栅极的电流或电压的大小，使得NMOS管处于导通或断开状态。

示例地，参见图3，在测试需求为通过反向比例运算电路进行测试的情况下，运算电路中的控制模块50响应于控制信号，控制第一子电路模块10中的第三开关模块S3，第二子电路模块20中的第八开关模块S8和第九开关模块S9，以及第三子电路模块中的第十二开关模块S12处于导通状态，此时，第一子电路模块10中的第一电阻电路，第二子电路模块20中的第四负载模块以及第三子电路模块30中的第六电阻电路接入运放模块，以使第一电阻电路，第四负载模块，第六电阻电路与运放模块组成反向比例运算电路，此时运算电路中的电流流向参见图3中的虚线部分，该运算电路的输入输出电压关系表达式为：

示例地，参见图4，在测试需求为通过同相比例运算电路进行测试的情况下，运算电路中的控制模块50响应于控制信号，控制第一子电路模块10中的第一开关模块S1和第三开关模块S3，第二子电路模块20中的第六开关模块S6，以及第三子电路模块中的第十二开关模块S12处于导通状态，此时，第一子电路模块10中的第一电阻电路，第二子电路模块20中的第四电阻电路以及第三子电路模块30中的第六电阻电路接入运放模块，以使第一电阻电路，第四电阻电路，第六电阻电路与运放模块组成同相比例运算电路，此时运算电路中的电流流向参见图4中的虚线部分，该运算电路的输入输出电压关系表达式为：

示例地，参见图5，在测试需求为通过电压跟随器电路进行测试的情况下，运算电路中的控制模块50响应于控制信号，控制第二子电路模块20中的第六开关模块S6，以及第三子电路模块中的第十开关模块S10处于导通状态，此时，第二子电路模块20中的第四电阻电路接入运放模块，以使第四电阻电路与运放模块组成电压跟随器电路，此时运算电路中的电流流向参见图5中的虚线部分，该运算电路的输入输出电压关系表达式为：U0＝Ui4。

示例地，参见图6，在测试需求为通过积分运算电路进行测试的情况下，运算电路中的控制模块50响应于控制信号，控制第一子电路模块10中的第一开关模块S1和第三开关模块S3，第二子电路模块20中的第八开关模块S8和第九开关模块S9，以及第三子电路模块中的第十一开关模块S11处于导通状态，此时，第一子电路模块10中的第一电阻电路，第二子电路模块20中的第四负载模块以及第三子电路模块30中的第二电容电路接入运放模块，以使第一电阻电路，第四负载模块，第二电容电路与运放模块组成积分运算电路，此时运算电路中的电流流向参见图6中的虚线部分，该运算电路的输入输出电压关系表达式为：

示例地，参见图7，在测试需求为通过微分运算电路进行测试的情况下，运算电路中的控制模块50响应于控制信号，控制第一子电路模块10中的第二开关模块S2，第二子电路模块20中的第八开关模块S8和第九开关模块S9，以及第三子电路模块中的第十二开关模块S12处于导通状态，此时，第一子电路模块10中的第一电容电路，第二子电路模块20中的第四负载模块以及第三子电路模块30中的第六电阻电路接入运放模块，以使第一电容电路，第四负载模块，第六电阻电路与运放模块组成微分运算电路，此时运算电路中的电流流向参见图7中的虚线部分，该运算电路的输入输出电压关系表达式为：

示例地，参见图8，在测试需求为通过反相加法器电路进行测试的情况下，运算电路中的控制模块50响应于控制信号，控制第一子电路模块10中的第三开关模块S3、第四开关模块S4、第五开关模块S5，第二子电路模块20中的第八开关模块S8和第九开关模块S9，以及第三子电路模块中的第十二开关模块S12处于导通状态，此时，第一子电路模块10中的第一电阻电路、第二电阻电路以及第三电阻电路，第二子电路模块20中的第四负载模块以及第三子电路模块30中的第六电阻电路接入运放模块，以使第一电阻电路，第二电阻电路，第三电阻电路，第四负载模块，第六电阻电路与运放模块组成反相加法器电路，此时运算电路中的电流流向参见图8中的虚线部分，该运算电路的输入输出电压关系表达式为：

示例地，参见图9，在测试需求为通过同相加法器电路进行测试的情况下，运算电路中的控制模块50响应于控制信号，控制第一子电路模块10中的第一开关模块S1和第三开关模块S3，第二子电路模块20中的第六开关模块S6、第七开关模块S7、第八开关模块S8和第九开关模块S9，以及第三子电路模块中的第十二开关模块S12处于导通状态，此时，第一子电路模块10中的第一电阻电路、第二电阻电路以及第三电阻电路，第二子电路模块20中的第四电阻电路、第五电阻电路、第四负载模块以及第三子电路模块30中的第六电阻电路接入运放模块，以使第一电阻电路，第四电阻电路，第五电阻电路，第四负载模块，第六电阻电路与运放模块组成同相加法器电路，此时运算电路中的电流流向参见图9中的虚线部分，该运算电路的输入输出电压关系表达式为：

其中，

示例地，参见图10，在测试需求为通过减法器电路进行测试的情况下，运算电路中的控制模块50响应于控制信号，控制第一子电路模块10中的第三开关模块S3，第二子电路模块20中的第六开关模块S6、第八开关模块S8和第九开关模块S9，以及第三子电路模块中的第十二开关模块S12处于导通状态，此时，第一子电路模块10中的第一电阻电路，第二子电路模块20中的第四电阻电路、第四负载模块以及第三子电路模块30中的第六电阻电路接入运放模块，以使第一电阻电路，第四电阻电路，第四负载模块，第六电阻电路与运放模块组成减法器电路，此时运算电路中的电流流向参见图10中的虚线部分，该运算电路的输入输出电压关系表达式为：

在一可能的实施例中，本公开中的运算电路中还可预留多个用于外接电阻或电容的引脚，可根据实际测试需求外接电容和/或电阻，以对运行电路中的参数进行更改，以使运算电路满足测试需求，扩大运算电路的使用范围。

示例地，相关技术中，若要同时实现反相比例运算电路和积分运算电路的电路测试，需要两个运放模块、至少四个电阻和一个电阻组成，而本公开仅通过一个运放模块、三个电阻和一个电容便可实现反向比例远端电路和积分运算电路的电路测试，本公开相较于相关技术，减少了电路中所使用的元器件数量，从而减小了电路成本，且仅通过一个运放模块便可实现反向比例运算电路和积分运算电路的切换，减少了运放模块的使用，降低了电路的功耗和面积。

基于同一发明构思，本公开还提供一种测试电路，包括上述运算电路和电源。

其中，运算电路中各元部件的具体连接关系，已在相关实施例中进行了详细说明，此处不再阐述。

本公开通过控制信号改变运算电路的结构，从而实现通过一个运放模块就能在多种运算电路之间进行切换，减少了运放模块的使用，降低了电路的功耗和面积，减少了电路所使用的元器件数量，减小了电路成本。在通过该运算电路进行测试的过程中，无需在电路层面进行改动，只需要改变控制信号便可改变电路结构，实现所需功能，扩大了该运算电路的应用范围。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (7)

1.一种运算电路，其特征在于，包括：第一子电路模块、第二子电路模块、第三子电路模块、控制模块以及运放模块；

所述第一子电路模块的输出端与所述运放模块的第一输入端连接，所述第二子电路模块的输出端与所述运放模块的第二输入端连接，所述第三子电路模块的第一端与所述运放模块的第一输入端连接，所述第三子电路模块的第二端与所述运放模块的输出端连接，且所述第一子电路模块的输入端、所述第二子电路模块的输入端用于连接电源，所述第一子电路模块的控制端、所述第二子电路模块的控制端以及所述第三子电路模块的控制端与所述控制模块连接；

所述控制模块，用于响应于控制信号，在所述第一子电路模块、所述第二子电路模块以及所述第三子电路模块中确定接入所述运放模块的目标子电路模块，并控制所述目标子电路模块接入所述运放模块，以使所述目标子电路模块与所述运放模块组成目标运算电路，所述目标运算电路包括反向比例运算电路、同相比例运算电路、电压跟随器电路、积分运算电路、微分运算电路、反相加法器电路、同相加法器电路、减法器电路中的一者；

所述第一子电路模块包括第一负载模块和第二负载模块，所述第一负载模块的输出端和所述第二负载模块的输出端与所述运放模块的第一输入端连接，所述第一负载模块的输入端和所述第二负载模块的输入端用于连接电源；

所述第一负载模块包括第一电容电路、第一电阻电路以及第一开关模块，所述第一电容电路与所述第一电阻电路并联后与所述第一开关模块的第一端直接连接，所述第一开关模块的第一端还用于与电源连接，所述第一开关模块的第二端接地；

所述第一电容电路包括第一电容和第二开关模块，所述第一电容与所述第二开关模块串联；

所述第一电阻电路包括第一电阻和第三开关模块，所述第一电阻与所述第三开关模块串联；

所述第三子电路模块包括第二电容电路、第六电阻电路和第十开关模块，所述第二电容电路与所述第六电阻电路并联，所述第十开关模块与所述第六电阻电路并联；

所述第二电容电路包括第二电容和第十一开关模块，所述第二电容与所述第十一开关模块串联；

所述第六电阻电路包括射频电阻和第十二开关模块，所述射频电阻与所述第十二开关模块串联。

2.根据权利要求1所述的运算电路，其特征在于，所述第二负载模块包括第二电阻电路和第三电阻电路，所述第二电阻电路的输出端与所述第三电阻电路的输出端连接，所述第二电阻电路的输入端与所述第三电阻电路的输入端用于连接电源；

所述第二电阻电路包括第二电阻和第四开关模块，所述第二电阻与所述第四开关模块串联；

所述第三电阻电路包括第三电阻和第五开关模块，所述第三电阻与所述第五开关模块串联。

3.根据权利要求1所述的运算电路，其特征在于，所述第二子电路模块包括第三负载模块和第四负载模块，所述第三负载模块的输出端与所述第四负载模块的输出端相连，所述第三负载模块的输入端和所述第四负载模块的输入端用于与电源连接。

4.根据权利要求3所述的运算电路，其特征在于，所述第三负载模块包括第四电阻电路和第五电阻电路，所述第四电阻电路的输出端与所述第五电阻电路的输出端连接，所述第四电阻电路的输入端与所述第五电阻电路的输入端用于连接电源；

所述第四电阻电路包括第四电阻和第六开关模块，所述第四电阻与所述第六开关模块串联；

所述第五电阻电路包括第五电阻和第七开关模块，所述第五电阻与所述第七开关模块串联。

5.根据权利要求3所述的运算电路，其特征在于，所述第四负载模块包括第六电阻、第八开关模块和第九开关模块，所述第八开关模块与所述第六电阻串联后与所述第九开关模块的第一端连接，所述第九开关模块的第二端接地。

6.根据权利要求1-5任一项所述的运算电路，其特征在于，开关模块的控制端与所述控制模块相连。

7.一种测试电路，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的运算电路和电源。