NFC設備生產(chǎn)測試過(guò)程中應考慮的因素

圖2：匹配元件的性能值和/或公差的一個(gè)小小偏移會(huì )明顯影響系統性能

新型NFC線(xiàn)圈正在變得越來(lái)越小(圖3)。由于設計中對尺寸的限制，較小的線(xiàn)圈在智能手機的設計中越來(lái)越普及。雖然較小的線(xiàn)圈很容易設計到設備中，但它們對獲得所需的NFC射頻性能會(huì )構成一定的挑戰。與較大的線(xiàn)圈相比，較小的線(xiàn)圈意味著(zhù)對感應耦合的容忍水平低得多。這使它們在NFC傳輸過(guò)程中對設備的放置位置很敏感。例如：這可能會(huì )導致兩個(gè)NFC設備必須放得很近且兩個(gè)線(xiàn)圈相互正對才能正常工作。如果匹配電路的頻率響應處于關(guān)閉狀態(tài)，線(xiàn)圈又較小，那么NFC可能根本無(wú)法工作。因此，共振頻率處于正確的范圍以確保設備運行和設備性能就變得更為重要了。

圖3：NFC天線(xiàn)線(xiàn)圈

不能保證測試質(zhì)量的“理想待測物”

一些NFC設備制造商在生產(chǎn)中使用參照待測物（或稱(chēng)為“理想待測物”），或NFC讀卡器來(lái)驗證設備的NFC工作性能。使用“理想裝置”雖然是一種常用和可行的生產(chǎn)測試方法，但這種方法有它的局限性。例如：它只能提供一種合格/不合格或go-no go的測試結果，因而可能會(huì )讓一個(gè)存在潛在問(wèn)題的產(chǎn)品蒙混過(guò)關(guān)。即使它能檢測出不合格產(chǎn)品，測試過(guò)程也不能提供量化信息和找出失效的原因。

另一個(gè)局限在于“理想待測物”或讀卡器不能檢測出處于合格-不合格邊緣的產(chǎn)品。一個(gè)裝置在生產(chǎn)線(xiàn)的受控條件下可能正常工作并通過(guò)工廠(chǎng)的go-no go測試，但它可能不具備在非受控的實(shí)際工作條件下正常運行的能力，因而，當它與非標讀卡器或非標NFC標簽結合使用時(shí)，或當它處在溫度變化范圍較大的環(huán)境中時(shí)可能無(wú)法正常工作。

總之，“理想待測物”或NFC讀卡器不能暴露生產(chǎn)中的各種錯誤，因而，大量存在缺陷的產(chǎn)品完全有可能從工廠(chǎng)出貨，而這些缺陷將導致功耗的上升和產(chǎn)品工作范圍的縮小。制造商們可以在生產(chǎn)過(guò)程中用射頻參數化測試來(lái)識別和矯正產(chǎn)品性能的差異，從而讓他們的企業(yè)遠離這種風(fēng)險。

主要NFC測試項目

以下圖4所示是一個(gè)典型的NFC智能手機的結構。正如前面討論指出，多標準芯片、匹配和共振元件、以及天線(xiàn)線(xiàn)圈是生產(chǎn)過(guò)程中應測試的主要部件。因此，我們建議進(jìn)行頻率響應測試，以及基本的、能用來(lái)檢驗NFC標準基本功能的連通性測試。我們感到，大多數情況下這已足以確定產(chǎn)品是否存在缺陷，能否滿(mǎn)足相關(guān)要求。由于在研發(fā)和設計驗證階段產(chǎn)品結構已按照適用標準/規范進(jìn)行充分的特性分析和驗證，加之這些標準/規范所要求的測試方法不適合用于生產(chǎn)環(huán)境，所以照抄這些測試方法既無(wú)必要也不明智。我們認為，如果設計已在生產(chǎn)測試裝置中進(jìn)行充分驗證，驗證后結構的特性也已經(jīng)過(guò)分析(指標門(mén)限制已定義)，那么，在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行共振掃描測試已足以發(fā)現那些會(huì )在所需工作范圍內影響工作性能的、關(guān)于匹配和共振性能的缺陷。

圖4：NFC智能手機結構

頻率響應

頻率響應測量可以通過(guò)對測試裝置線(xiàn)圈回波損失的掃描來(lái)實(shí)現，在這個(gè)過(guò)程中，我們可以測得待測裝置在NFC特定頻率范圍(如：10至20MHz)內吸收的能量。圖5給出了一個(gè)NFC裝置頻率響應的例子。這種測量能提供NFC電路元件、線(xiàn)路板、內部連接件和天線(xiàn)線(xiàn)圈的物理特性的量化數據，還能了解組裝的效果。通過(guò)測量，我們可以獲得一些簡(jiǎn)單的測試數據，如：中間頻率，3dB帶寬和Q因子，并用它們來(lái)確定性能合格與否。這可確保收發(fā)器射頻路徑上所有元件都已正確安裝，處在公差范圍內，且不存在裝配缺陷。

此測量可通過(guò)一個(gè)類(lèi)似網(wǎng)絡(luò )分析器的構架實(shí)施，其中，一個(gè)CW信號源會(huì )掃描頻率范圍，另外，有一個(gè)分析儀會(huì )監視回波信號并將其與CW信號源進(jìn)行對比。這可使測試儀對待測物匹配電路和線(xiàn)圈的共振頻率進(jìn)行測量。