TI ECG 醫療開發套件專用轉接板概觀
下方圖 1 顯示了使用 NI Ultiboard 設計完成的電路板 3D 外觀圖。此轉接板所需元件如下：
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數量 2：VOLTAGE_REGULATOR LM317LZ（電壓調節器）
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數量 2：CAP_ELECTROLIT 1µF（電解電容）
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數量 2：CAPACITOR 0.1F（電容）
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數量 1：RESISTOR 361Ω（電阻）
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數量 1：RESISTOR 220Ω
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數量 1：RESISTOR 119Ω
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數量 1：RESISTOR 270Ω
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數量 2：Connector（連接器）
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數量 52：0.1 吋接頭針腳（Header Pins）
此應用說明中包含的 PCB 製造檔案，可直接匯入 Sunstone Circuits 的產品訂購平台進行生產製作。
圖 1. 使用 NI Ultiboard 設計的 3D 外觀圖
CompactRIO 單板控制器：適用於 OEM 嵌入式部署
CompactRIO 單板控制器產品是基於 NI CompactRIO 架構的低成本嵌入式部署解決方案。
每一塊 CompactRIO 單板控制器都整合了嵌入式即時處理器、高效能 FPGA，以及板載類比與數位 I/O。
所有 I/O 皆直接連接至 FPGA，可進行低階時序與 I/O 訊號處理的自訂化。
FPGA 與嵌入式即時處理器之間透過高速 PCI 匯流排連接。
LabVIEW 提供內建的資料傳輸機制，可將資料從 I/O 傳送至 FPGA，也可從 FPGA 傳送至嵌入式處理器，以進行即時分析、後處理、資料記錄或與網路主機通訊。
圖 2. 範例 NI sbRIO，整合類比、數位與 24V 繼電器控制功能
PCB 轉接板設計更簡單：使用電路佈局軟體
NI Ultiboard 的操作介面支援電路板設計的佈局與走線功能。
透過與 NI Multisim 的整合，使用者可將電路圖直接轉換為佈局圖。
Ultiboard 可匯出並產生業界標準格式（如 Gerber 與 DXF），以建立最終優化過的板圖，供原型製作與量產使用。
你也可以參考這份文件了解詳細流程：
sbRIO Daughter Board Reference Design for Multisim & Ultiboard
圖 3. 使用 NI Ultiboard 設計的 sbRIO 至 TI ECG 類比前端轉接板電路圖
Texas Instruments TMDXMDKEK1258 心電圖（ECG）類比前端（AFE）模組
TMDXMDKEK1258 Electrocardiogram (ECG) Analog Front End (AFE) 模組由德州儀器（Texas Instruments）推出，提供一套完整的訊號鏈，讓 ECG 開發人員能快速建構心電圖類比前端，進行評估並快速進入量產階段。
搭配 NI sbRIO 使用後，設計人員可獲得一個快速原型平台，加速演算法開發與產品設計互動。
AFE 模組組件包括：
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ADS1258 – 16 通道、24 位元的 Σ-Δ 類比數位轉換器（ADC）
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INA128 – 精密型、低功耗儀表放大器
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PCAP9355 – 支援 I²C 與 SMBus 的遠端 16 位元低功耗 I/O 擴展器
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TLV3404 – 超低功耗開放汲極輸出比較器
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REF5025 – 低雜訊、低溫漂的高精度電壓參考源
ADS1258 是 TMDXMDKEK1258 ECG AFE 模組中的 27 個元件之一。輸入訊號會透過 ADS1258 進行處理，解析度達 24 位元。該元件支援低延遲、低雜訊與低功耗的訊號擷取。
要獲得 ADS1258 的最佳效能，必須搭配高品質的參考電壓源。
REF5025 精密電壓參考元件提供溫度漂移僅 3ppm/°C、低雜訊（3uVpp/V）與 0.05% 準確度。
INA128 在與低通濾波器結合使用時，能提供極佳的共模雜訊抑制效果，是實現高準度心電圖訊號擷取的關鍵之一。
下方為 TMDXMDKEK1258 ECG AFE 模組的電路圖訊號連接示意。
圖 4. TMDXMDKEK1258 ECG AFE 模組的訊號鏈結構圖
製作 sbRIO 至 TI 類比 EVM 轉接板
sbRIO 上提供多種不同的連接埠，可定義自訂 I/O，以更有效地與實際測量設備介接。
NI CompactRIO 單板控制器上共包含四個 50 針腳的數位連接器，總共可提供 10 個數位埠。部分 sbRIO 機型亦包含一組支援類比 I/O 的 50 針腳連接器。
在這個轉接板設計中，sbRIO 將使用 數位連接器 P5 和 sbRIO 的類比連接器，以利未來擴展至其他醫療開發模組（如 EVM）套件。
圖5. NI sbRIO數位 I/O 連接器
NI Ultiboard 提供每一個 CompactRIO 單板控制器產品連接埠的完整符號繪圖。圖中即為其中一個連接器的範例。
圖6. sbRIO 的 NI Ultiboard 電路符號圖
需要在 sbRIO 與 TI EVM 之間連接的訊號可參考 TI TMDXMDKEK1258 使用手冊。
以下將列出所需的訊號對應。
圖 7. TMDXMDKEK1258 ECG AFE 模組至 sbRIO 的針腳對應圖（Pin Assignment）
圖8. sbRIO 針腳對應圖（Pin Assignment）
製作板卡原型
從 Ultiboard 匯出 Gerber 檔（業界標準 PCB 製造檔）是很簡單的步驟。這些檔案需提供給板廠進行生產。一般來說，下列檔案為必要項目：
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Copper Bottom（底層銅箔）
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Copper Top（上層銅箔，包含板輪廓）
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Silkscreen Top（元件圖層）
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Solder Mask Bottom（底層綠漆）
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Solder Mask Top（上層綠漆）
以上為雙層板的基本組成。若增加更多內層銅箔，則需額外產生對應的 Gerber 檔。
對於使用穿孔元件（through-hole components）的設計，還需要額外產生「鑽孔檔（Drill File）」，以標示元件腳位的鑽孔位置。
需額外匯出的檔案為：
電路板製造商
市面上有許多電路板製造商能快速生產原型板。其中一家知名廠商為 Sunstone Circuits，該公司能迅速完成板卡設計並生產。
對於 CompactRIO Single-Board 控制器子板（daughter card）設計，可提供上述 Gerber 與鑽孔檔給 Sunstone 進行製作。
你可以前往 Sunstone.com 下訂板卡。
相關文件
欲進一步了解心電圖測量與如何使用 sbRIO 搭配 TMDXMDKEK1258 ECG AFE 模組，請參閱以下連結：
聲明
非診斷用途：僅限於實驗室或開發環境中進行可行性評估使用
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本轉接板與 sbRIO 及 TI Analog EVM 前端模組不得用於診斷目的。
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本轉接板與 sbRIO 和 TI EVM 前端模組不得與其他高壓設備一起使用。
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本設備組合（sbRIO + TI EVM）僅供評估與開發用途，不應用於最終產品或最終裝置的任一部分。
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僅限由具備電氣與機構整合經驗的專業工程師或技術人員操作使用此模組。
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請僅使用適當的電源模組為 sbRIO 與 TI EVM 供電。