头部高校脑机芯片测试突破！德思特多通道 AWG 精准还原神经信号，测试周期从2周缩至3天

项目背景

某头部高校集成电路学院作为国内脑机接口与神经形态芯片领域的领军研究机构，长期聚焦于高集成度、低功耗脑机交互芯片的研发。其最新启动的 “高精度神经信号模拟与芯片验证” 项目，旨在突破传统脑机芯片对真实神经信号响应精度不足的技术瓶颈，研发可实现毫秒级神经信号解码与反馈的新一代芯片。该芯片未来可应用于瘫痪患者运动功能重建、神经系统疾病诊断等关键医疗场景，对测试设备的信号生成精度、通道同步性及场景适配性提出了严苛要求。

核心痛点与需求

在项目初期，研究团队曾采用传统单通道波形发生器进行测试，但面临三大核心痛点：

• • 一是单通道设备无法模拟大脑神经元网络多节点协同的复杂信号环境，导致芯片对集群神经信号的响应测试缺失；

• • 二是信号输出精度仅能达到毫伏级，无法复现微伏级真实神经电位波动，测试数据与临床实际偏差较大；

• • 三是设备缺乏灵活的波形编辑功能，难以快速生成癫痫发作期、睡眠周期等特殊生理状态下的非周期性神经信号，严重制约了芯片极端场景适应性的验证效率。

核心需求可以总结为 “多通道同步”、“高精度还原”、“长周期稳定” 三大维度，具体如下：

1.多通道神经信号模拟：需模拟前额叶、顶叶、颞叶等多脑区的同步EEG信号（如α波8-13Hz、β 波14-30Hz、θ波4-7Hz），通道数需匹配芯片24路模拟输入引脚；

2.信号精度要求：EEG信号幅度通常为 10μV-100μV（头皮 EEG）或1mV-10mV（颅内EEG），需 AWG 输出分辨率高、失真低，避免掩盖芯片自身的性能缺陷；

3.同步触发能力：测试需同步记录 “AWG输出信号” 与 “脑机芯片输出信号”，需AWG提供精准触发信号，确保两者时间对齐；

4.长时间连续测试：脑机接口设备需连续工作数小时至数天，需AWG支持连续流输出，避免频繁中断测试；

5.自动化集成：需兼容自动化测试系统，支持远程控制与波形参数快速调整。

测试方案设计：DN6.653-24的适配性与系统搭建

德思特合作伙伴Spectrum Instrumentation DN6.653-24 作为16位高分辨率多通道AWG，其关键参数完美契合脑机芯片测试需求，具体对应关系如下：

关键测试实施与AWG应用细节

测试项 1：多通道EEG信号模拟与芯片功能验证

测试目标：验证脑机接口芯片能否正确放大、滤波多脑区同步EEG信号，输出频率与幅度符合预期。

测试方法：使用AWG模拟生成EEG数据典型波形，帮助客户验证脑机接口芯片对多脑区同步EEG信号的精准处理能力，确认芯片在信号放大、滤波功能及输出频率、幅度等核心参数上的符合性；

测试项 2：信号线性度与失真测试

测试目标：验证脑机接口芯片在不同幅度输入信号下的线性度（避免信号压缩或增益漂移），以及对失真信号的抑制能力。

测试方法：AWG输出不同输出幅度的信号，帮助客户全面评估脑机接口芯片在全输入量程内的信号线性响应性能，以及对失真信号的抑制效果，保障芯片信号处理的准确性与稳定性，避免出现增益漂移或信号压缩问题；

测试项 3：长时间连续运行稳定性测试

测试目标：验证脑机芯片在72小时连续工作下的性能稳定性（如增益漂移、噪声增加），模拟实际使用场景。

测试方法：使用AWG持续输出EGG模拟波形，帮助客户验证脑机接口芯片在模拟实际使用场景的长时间连续工作条件下，其性能（如增益、噪声水平等）的稳定性，确保芯片实际应用中的可靠运行。

应用优势总结

DN6.653-24在脑机接口芯片测试中展现出三大核心优势，成为该类医疗电子测试的理想选择：

1.多通道同步与高精度兼顾：24通道满足多脑区信号模拟，16位分辨率 + 低THD确保微弱神经信号的精准还原，避免测试误差；

2.灵活适配多样化测试场景：循环回放、FIFO连续流、单次输出等模式，覆盖功能验证、线性度测试、长周期稳定性测试等全流程需求；

3.自动化集成便捷：LXI以太网接口+兼容 LabVIEW / MATLAB驱动，可快速接入自动化测试系统，减少人工操作，提升测试效率（测试周期从传统2周缩短至3天）。

此外，设备附赠的SBench 6 Professional 软件支持波形生成、实时监控、数据导出，无需额外采购软件，降低了测试系统的整体成本。