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在測試上,拉出多個測試與驗證的節點。除了於每一級類比電路的輸入/輸 出均有設置測試節點,驗證每一級類比核心電路是否正常運作之外,並於數位電 路的輸入/輸出拉出測試節點,避免因為數位電路失效後,導致無法測試核心類 比電路。在數位電路失效的情況化,仍可以直接由外部腳位,直接灌入訊號去測 試類比電路是否正常運作。其中,Fig.4-28 為晶片的全系統測試腳位打線圖,

Fig.4-29 為系統架構對應的測試腳位,Table 5 為其腳位訊號說明表。

Fig.4-28、晶片測試腳位打線圖

4.5.1 晶片腳位分佈與訊號說明

4.5.2 測試驗證平台架構

本系統的測試架構考量如 Fig.4-29,除了用以驗證每一級電路是否正常運作 之外,另外考量到若部份電路運作不正常時,外部補償電路方式。而晶片的主要 測試驗證主要分為兩階段,第一階段為電性測量(測試架構如 Fig.4-30 所示),目 的在於確認本晶片之輸出電壓之DC 位準正確,晶片能夠正常作用,將輸入訊號 予以放大與濾波。第二階段直接上生理訊號擷取平台(架構如 Fig.4-31 所示),利 用生醫感測電極,將生理訊號感測傳送至前端電路,進行訊號放大、濾除與抑制 雜訊等前處理動作,再使用ADC 將前端電路的輸出轉成數位訊號,經由後端處 理單元作運算、分析,最後在螢幕上顯像,用以驗證本晶片之設計。

Fig.4-29、系統測試架構圖

第一階段-電性測試:

Fig.4-30、晶片電性測試平台

使用器材:

訊號產生器,示波器,電源供應器

測試步驟:

1、 將電源供應器調整適當供應電壓,並接上其類比電源(+/-1.5V)、數位電 源(0/3.3V)、ESD電源(0/3.3V)、GuardRing電源(+/-1.5V)。

2、 經由訊號產生器產生適當模擬生理訊號頻帶之輸入弦波(分佈頻帶如圖 4.2),經由前端電路晶片處理。

3、 此外,再經由訊號產生器產生適當的Clock(頻率視輸入訊號而定),設定 切換電容低通濾波器的頻寬。例如:腦電波(EEG)訊號(DC~150Hz),設 定切換時脈為5KHz,設定濾波器的3dB在150Hz左右。

4、 再視模擬訊號振幅,輸入編碼器的數位選擇電壓,導通電阻開關去選擇 所欲放大的倍率。

5、 接著從示波器輸出端讀出訊號,預計DC操作準位為0V,測試晶片是否 具有放大濾波功能。

6、 若能得到以上的結果,即可稱為晶片Function Work。

第二階段-生理訊號量測平台測試:

Fig.4-31、本實驗室交大腦科學研究中心研發之生理訊號量測分析系統平台

晶片經由第一階段-電性量測後,驗證此前端電路的確正常運作之後,即可 進行第二階段-直接上生理訊號量測系統平台驗證,直接利用本實驗室交大腦科 學研究中心研發的平台(如Fig.4-31所示),將系統其中的訊號擷取放大單元直接替 換成本前端電路晶片,經由訊號輸入端的感測電極將感測到的生理訊號,傳送至 本電路做前處理(放大、濾波),再傳送至後端的類比/數位轉換器作數位化的動 作,經由RF無線模組傳輸,再經由後端的嵌入式系統對信號作運算處理、分析,

進而輸出結果。

5 第五章

結論

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