NFC設備生產(chǎn)測試過程中應考慮的因素

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

新型NFC線圈正在變得越來越小(圖3)。由于設計中對尺寸的限制，較小的線圈在智能手機的設計中越來越普及。雖然較小的線圈很容易設計到設備中，但它們對獲得所需的NFC射頻性能會構成一定的挑戰(zhàn)。與較大的線圈相比，較小的線圈意味著對感應耦合的容忍水平低得多。這使它們在NFC傳輸過程中對設備的放置位置很敏感。例如：這可能會導致兩個NFC設備必須放得很近且兩個線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閉狀態(tài)，線圈又較小，那么NFC可能根本無法工作。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天線線圈

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（或稱為“理想待測物”），或NFC讀卡器來驗證設備的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，因而可能會讓一個存在潛在問題的產(chǎn)品蒙混過關。即使它能檢測出不合格產(chǎn)品，測試過程也不能提供量化信息和找出失效的原因。

另一個局限在于“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。一個裝置在生產(chǎn)線的受控條件下可能正常工作并通過工廠的go-no go測試，但它可能不具備在非受控的實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，或當它處在溫度變化范圍較大的環(huán)境中時可能無法正常工作。

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)過程中用射頻參數(shù)化測試來識別和矯正產(chǎn)品性能的差異，從而讓他們的企業(yè)遠離這種風險。

主要NFC測試項目

以下圖4所示是一個典型的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、以及天線線圈是生產(chǎn)過程中應測試的主要部件。因此，我們建議進行頻率響應測試，以及基本的、能用來檢驗NFC標準基本功能的連通性測試。我們感到，大多數(shù)情況下這已足以確定產(chǎn)品是否存在缺陷，能否滿足相關要求。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(guī)范進行充分的特性分析和驗證，加之這些標準/規(guī)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)測試裝置中進行充分驗證，驗證后結構的特性也已經(jīng)過分析(指標門限制已定義)，那么，在生產(chǎn)過程中進行共振掃描測試已足以發(fā)現(xiàn)那些會在所需工作范圍內(nèi)影響工作性能的、關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對測試裝置線圈回波損失的掃描來實現(xiàn)，在這個過程中，我們可以測得待測裝置在NFC特定頻率范圍(如：10至20MHz)內(nèi)吸收的能量。圖5給出了一個NFC裝置頻率響應的例子。這種測量能提供NFC電路元件、線路板、內(nèi)部連接件和天線線圈的物理特性的量化數(shù)據(jù)，還能了解組裝的效果。通過測量，我們可以獲得一些簡單的測試數(shù)據(jù)，如：中間頻率，3dB帶寬和Q因子，并用它們來確定性能合格與否。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(nèi)，且不存在裝配缺陷。

此測量可通過一個類似網(wǎng)絡分析器的構架實施，其中，一個CW信號源會掃描頻率范圍，另外，有一個分析儀會監(jiān)視回波信號并將其與CW信號源進行對比。這可使測試儀對待測物匹配電路和線圈的共振頻率進行測量。