皮膚較深的人會吸收更多的入射光,因此反射光較弱。也因為如此,皮膚組織和靜脈在靜態時,不會隨著每一次心臟跳動發生變化,吸收光和反射光的強度穩定,因此在經過光檢波器(PD)轉換後成為直流電(DC)訊號。如果模擬器可以發出不同強度的光訊號,就可以模擬不同膚色變化。AECG100 的 PPG 模組可讓用戶調整不同 DC 電壓來發出不同強度的光訊號。
同時,當心臟跳動時,動脈血液血量變化,與較大的 DC 信號相比,我們把動脈血液血容量變化稱為交流(AC)信號。ACCG100 也提供了使用者調整 AC 電壓的功能,用以模擬不同動脈血液容量的變化。
目前的 AECG100 並無法模擬不同環境光。然而,AECG100 具有原始數據(Raw Data)播放功能,可以讓使用者在不同的環境光條件下記錄自己收集的波形,然後經由 AECG100 回放記錄的波形來模擬當時紀錄情況。
AECG100 是固定亮度輸出,輸出亮度無法隨著待測物的 LED 亮度變化。
測試無反應第一個可能是位置問題,如下圖所示:
因為視角及機構的問題,可能需要適當調整位置至彼此看得到訊號的位置。
訊號說明:
Trigger Level 過高或過低,可能都會導致永遠不 Trigger 或者永遠 Trigger(變成連續光),都有可能導致測試無反應,客戶使用時需要留心。請參考下列圖表:
如上圖所示:
藍色箭頭表示待測物發出被 AECG100 機構反射的光(及環境射入的)
紅色箭頭表示 AECG100 LED 發出的光(DC 部分)
粉紅色箭頭表示 AECG100 LED 發出的光(AC 部分)
因此,待測物 PD 接收到的光可以簡略如下圖所示(實際 AC 遠小於 DC)
假如藍色區域 非常小(與紅色區域相比)或者 為常數者(可預先自紅色區域扣除),即不會造成干擾。
單一色光(如綠光)的應用,大抵 DC 是固定值,應用上不扣除藍色部分也不至於太過影響測試。
SpO2 的部分因為濃度與 R / IR 的 PI(AC / DC)比例有關,不同波長光及機構的紅色與藍色區域的比例值不相同,所以如果無法令藍色區域小到可以忽略(隔離光),或可能夠準確地預先扣除,都會造成濃度估算上誤差較大。
見上圖,DUT 會間隔點燈去取樣,上圖取樣波是每個時間間隔來一群(一到多個 Pulse)
上圖顯示,每個時間點的取樣(一群)可能可以再細分一到多次的取樣,以單一綠光為例,Pulse 可能是來自不同位置 LED 的開關,開關的強度也不見得都一樣強。
以 SpO2(R / IR)應用為例,AECG100 LED ON / OFF 是根據 DUT 的 Sampling Pulse Timing,因為偵測等電路的延遲,會有些許延遲(Response Delay),DUT R / IR 的 Sampling Pulse 是交錯來的,因此 AECG100 也必須判斷需要發出哪種相對應的光,因此 AECG100 LED R ON 與 AECG100 LED IR ON 時,AECG100 發出光的波長跟強度都不一樣。
至於取樣後,選取哪一組就看各 DUT 的演算法。
上圖所顯示的是 Sample Data(RAW Data)的取值點及算法,虛線是沒有光的區域,A 及 A’都是關燈時的取樣值,B 是打光後接收到的取樣值,目前大多以上圖的兩種算法來當作取樣的 RAW Data,A 點最好是點燈前取,B 點最好是等 LED 發光穩定後取(關燈前),A’最好等關燈穩定後取樣(這時間點可能要特別留意,DUT LED 可能不是馬上滅掉)(A or (A+A’)/ 2 視同含環境光、Noise…的背景值)
雖不排除,但是不同波長客製的最大問題在於每個出貨標準及流程都不同。
波長 LED 可能我們就需要準備一套標準,管理上目前可能很難配合,另外主流就那幾個波長的光,目前也沒遇到客製特別波長的需求。
目前 HRS / AECG PPG 系列都可以從 PD 經過 ADC 讀取強度值,但有些限制,太強太弱的光可能會有些問題。另外是 Pulse Timing 如果過快,ADC 會偵測不出來,此時請直接把訊號接示波器,從示波器觀察 PD 接收到的值。
假如沒有 ECG 或 SpO2 的開發需求,只需 HRS200 即可。