DUT 取樣原理簡介

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)

光源的波長可否客製?

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。

DUT 光強度的偵測

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。

如果 DUT 只用 PPG 測心率,是否就不需買 AECG100,只要買 HRS200?

假如沒有 ECG 或 SpO2 的開發需求,只需 HRS200 即可。

AECG100 提供 PPG / ECG 訊號給 DUT,但可否驗證 DUT 計算出的 PWTT 正確與否?

可以,AECG100 可以控制 PPG 與 ECG 訊號的時間差,可以驗證 DUT 的 PWTT 功能。

更換光源模組時,操作軟體是否也須更換?

不需要,目前都在同一操作軟體,但操作軟體會偵測模組的不同,限制或使用不同的操作畫面。

如何克服環境光線對 PPG 測試的影響?

遮光;隔光;需要 DUT 從機構上去處理。

AECG100 的 PPG 功能與 HRS200 的功能差異?

AECG100 增加的部分

(1) SpO2 的支援

(2) 波型參數的增加

(3) PD Sample Rate 的增加

(4) LED 最大亮度可以軟體控制(出貨軟體 Only)

(5) Trigger Level 可以軟體控制

PPG 如何模擬膚色?

可以控制 DC 值的大小來模擬,但膚色與 DC 值的關係需要使用者自行定義。

AECG100 SpO2 為何只看到 R 或 IR 的光?

A. 請參考問題 1 的解答,先大致確定雙方 PD / LED 的位置,要順利看到模擬波型,需要雙方看到彼此。AECG100 反射式系列標準的出廠方向如下圖: 

(示意圖,僅供參考)

 

B. 如何確定 AECG100 有偵測到待測物光訊號?

1)在軟體下列畫面,點選進左下角的 Sampling(垂直顯示)操作畫面(此時切勿啟動模擬器播放功能)。

2)點選 Signal 將選項改成下圖(勾選「Switch - R」和「Switch - Infrared」)。

3)點選 Sampling(水平顯示),開啟啟動取樣。

4)透過下圖顯示的 + / -,選取適當的放大率。

5)可以適當的勾選凍結畫面功能,將畫面凍結。

6)以 TI AFE4403 EVM 為例,正常應該要看到下列波型。

兩道光應該要交錯啟動(Low Active),假如有全 High 或全 Low 的狀況,則須調整 Trigger Level。

 

7) Trigger Level 調整說明

在沒有 Freeze 及適當放大率的狀況下,動態去調整 R / IR 的 Trigger Level 值,順序是先將 IR 固定在最大值 255,因為 IR 的開關會影響 R 的開關,此時 IR 的開關波型應該在高準位,如果是低準位表示模擬器有問題或者是待測物的光太強(需要去調整模擬器的硬體參數),如果 IR 穩定的在高準位,則可以進一步調整 R 的數值,慢慢由上往下調整,直到看到適當穩定的低準位 Pulse 為止。然後再將 IR 的 Trigger Level 慢慢降低,直到看到穩定交錯的 Low Pulse 為止。到此,表示 AECG100 可以穩定的看到待測物點光順序,假如有調整不出來的狀況,就需要進行故障排除,或者是調整 AECG100 的硬體參數。

 

C. 確定待測物是否偵測到 AECG100 的模擬光

這部分需要從客戶端收到的資料來判斷,我們建議是將兩種光先設定成不同型態的波,調整完 Trigger Level 後,請停止 Sampling,回到下列畫面:

點選 R 或 IR 的設定畫面,如下:

切換不同的波型型態,如下圖:

然後播放波型:

以 TI AFE 4403 EVM 為例,從 4403 看到下列波型畫面:

上圖分成四個區域,各代表:

C1:IR 點燈時的取樣

C2:IR 關燈時的取樣(正常應該要看到極低的 Level,如雜訊一般)假如看到波型,表示 Trigger Level 設定的不對,或者待測物取樣點可能不合適。

C3:R 點燈時的取樣

C4:R 關燈時的取樣