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醫(yī)療動(dòng)態(tài)
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強(qiáng)化訊號切換系統(tǒng)設(shè)計(jì) 醫(yī)療設(shè)備自動(dòng)化量測效能躍進(jìn)
強(qiáng)化訊號切換系統(tǒng)設(shè)計(jì) 醫(yī)療設(shè)備自動(dòng)化量測效能躍進(jìn)
加入時(shí)間：2014-03-21 10:46:10 當(dāng)前新聞點(diǎn)擊率：2504
醫(yī)療器械公司網(wǎng)訊：醫(yī)療設(shè)備測試關(guān)鍵在于為保留訊號之完整性。為了達(dá)到準(zhǔn)確的量測及評估，設(shè)計(jì)者必須要保持訊號形狀、頻率、振幅和其他電性參數(shù)。目前主要的醫(yī)療儀器設(shè)備制造商設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)測試系統(tǒng)來驗(yàn)證如心律調(diào)整器及心臟去顫器等產(chǎn)品設(shè)備的性能。 因?yàn)閮x器正確操作與否關(guān)乎到病人的生死，所以客戶須選擇非常高效能的儀器，例如利用最先進(jìn)技術(shù)的任意波形產(chǎn)生器(Arbitrary Waveform Generator)來模擬用途廣泛的醫(yī)療狀況。然而，通常開發(fā)人員很少會注意到測試儀器與待測物(DUT)所組成的訊號切換(Signal Switching)系統(tǒng)。由于一般正常人平均心臟跳動(dòng)約每分鐘70次(bpm)，當(dāng)客戶選擇一個(gè)5MHz訊號頻寬的低價(jià)位訊號切換系統(tǒng)，去量測一分鐘70次心臟跳動(dòng)率是絕對足夠的。 當(dāng)訊號切換時(shí)，會有些技術(shù)上的問題產(chǎn)生。對于頻寬而言，不僅是訊號的基頻元素重要，訊號的形狀也很重要。范圍寬的頻率可以組成窄的時(shí)間脈沖，窄的脈沖及快速上升和下降的脈沖，是由很多倍數(shù)的基頻之頻率元素所組成。雖然從心律調(diào)整器與心臟去顫器所產(chǎn)生的是適度的振幅大小，但是模擬心臟的電子訊號一般在低的毫伏特(mV)范圍就足夠了。 上述問題所造成的結(jié)果是，測試系統(tǒng)可能無法將打算測試的訊號，傳遞至待測物，而且可能會接收到來自待測物意想不到的響應(yīng)訊號。測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)者面臨的困難情況是要重新設(shè)計(jì)訊號切換系統(tǒng)，或者直接放棄它，再重新開始。 一個(gè)較好的經(jīng)驗(yàn)法則是，訊號的頻寬(BW)與形狀可由公式BW=0.35/tr看出，其中tr是訊號的上升時(shí)間。例如，心律調(diào)整器與心臟去顫器所產(chǎn)生大約20ns訊號的上升時(shí)間，其須保持至少17MHz頻寬的訊號形狀之完整性；在這個(gè)例子中，5MHz訊號切換的頻寬是不夠的。所以具有更大的頻寬之解決方案，將會是新訊號切換系統(tǒng)所需要的。 除此之外，如果訊號切換系統(tǒng)沒有適度的遮蔽與隔離，較低的訊號(指毫伏特)就很容易受到對等或是更高訊號的干擾。為了避免降低訊號品質(zhì)或造成量測錯(cuò)誤，一個(gè)較高性能的訊號切換解決方案必須要有很好的遮蔽與隔離設(shè)計(jì)，以預(yù)防任何外部的雜訊與干擾。 當(dāng)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)醫(yī)療設(shè)備自動(dòng)化測試系統(tǒng)時(shí)，過往的經(jīng)驗(yàn)會使訊號切換系統(tǒng)成為最容易被忽視和低估的部分。一般工程師重心都花費(fèi)在選擇訊號測量分析以及模擬訊號產(chǎn)生儀器，通常這時(shí)選擇的訊號切換解決方案，往往就無法完全地與測量儀器相互配合。 工程師之所以優(yōu)先選擇所熟悉的測試儀器，是因?yàn)樵谇髮W(xué)時(shí)期、工作實(shí)驗(yàn)室測試產(chǎn)品，或者是驗(yàn)證新產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，曾經(jīng)使用這些儀器設(shè)備。由另一個(gè)角度來看，工程師可能都只有短時(shí)間的測試使用，并沒有真正很長時(shí)間使用訊號切換系統(tǒng)來做連續(xù)測試。 在實(shí)際的操作過程中，選擇一個(gè)合適的訊號切換系統(tǒng)是很不容易的，因?yàn)楣こ處熗谧詣?dòng)化量測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上缺乏實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)。他們習(xí)慣于用手動(dòng)的方式來移動(dòng)測試探棒，并且小心地連接探棒和接地端夾至待測物，利用適當(dāng)布線與纜線接頭的連接，以確保訊號的傳送。 因此，一個(gè)好的自動(dòng)化測試系統(tǒng)如何精確地將所要傳送的電子訊號經(jīng)由訊號切換系統(tǒng)傳遞到接收端而不失真，一開始就必須選擇適當(dāng)?shù)挠嵦柷袚Q解決方案，其中性能指標(biāo)包括：高頻訊號效能、穩(wěn)定可靠度、雜訊隔離及遮蔽、訊號切換時(shí)間及次數(shù)等等之處理能力。 目前訊號切換測試系統(tǒng)最大的挑戰(zhàn)是，當(dāng)工程師在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中一旦發(fā)現(xiàn)訊號切換有問題，不僅會浪費(fèi)許多偵錯(cuò)訊號的時(shí)間，更將耗費(fèi)昂貴的維修成本。這將會比醫(yī)療測試儀器設(shè)備的選擇，也就是在自動(dòng)化測試系統(tǒng)上的整體測試之性能相比，有更具深遠(yuǎn)的影響。 |
