NFC技术介绍及其射频测试方法

询器

图15 NFC论坛参考收听器

NFC论坛的参考收听设备分析待测查询设备所发送的信号。为了分析信号的频率与波形，NFC论坛的参考收听设备配有感应线圈。利用由适当的外接信号源(如任意波形发生器)所产生的负载调变的不同电平，N??FC论坛的参考收听设备也能向待测物发送信息。

查询设备的工作范围是指至少在此范围(空间)内，NFC设备之间能够依照规范实现互联互通。图16显示了工作范围的具体定义。

图16 NFC工作范围的定义

NFC设备的射频测量

NFC模拟测试规范草案规定了有关于NFC设备的型号认证的射频测量。以下是最重要的射频测试项目：在主动式查询模式下，包括有载频精度测量、功率测量(在查询模式下，必须有足够的功率输出)、波形特性测量(有关时间方面参数的测量，如上升及下降沿时间)、??负载调变灵敏度测量(查询设备需能够在规定的最小电平下正确接收负载调变)、门槛电平测量(待测查询设备需能够在遇到特定强度的外加电磁场时停止工作)。

在被动式收听模式下，则有负载调变测量(负载调变的强度须处于所要求的范围内收听设备的应答)、功率接收测量(收听设备需能够在恶劣的条件下做出正确应答)、帧时延测量(对于NFC-A模式中的防撞算法尤其重要)，帧时延是从查询指令之终止，直到处于被动卡仿真模式下的NFC手机开始传送为止的响应时间。只要手机可以支持，必须针对不同模式(NFC-A、NFC-B及NFC-F)进行以上所有的测量。

NFC手机测试实例

以下部分将表述针对手机在查询及收听模式下的测试方案。

手机在查询模式下的测试方案

NFC论坛的参考收听器被用来测试NFC手机。如图17所示，借由适当的高性能之示波器如罗德与施瓦茨(R&S)RTO可检测功率、载频以及调变波形。高性能示波器的独特优点在于其综合的触发功能，因此无须使用外部触发。适当的信号或频谱分析仪(如R&S FSV)亦可在零跨频模式下，借助外部触发对载频功率及调变波形进行测量。此外，频谱分析仪还可用于测量杂散辐射。

图17 NFC手机在查询模式下的测试方案(简化图式)，用以测试载频、功率、调变波形以及负载调变灵敏度等参数。

为测量负载调变灵敏度，适当的具有任意波形功能之射频信号产生器(如R&S SMBV100A)将产生适当的应答信号SENS_RES(SENSE RESPONSE)，以作为对于由NFC设备所发出的询问信号SEL_REQ(Select Request )的应答，信号产生器则由示波器予以触发。

收听模式测试方案

如图18所示，NFC论坛的参考查询设备被用来测试在收听模式(被动卡仿真模式)下的NFC手机。适当的具有任意波形功能之射频信号产生器(如R&S SMBV100A)将可以产生查询信号。借由脉冲程序软件R&S SMx-K6，可以轻松地产生或者更改指令序列(如SENS_REQ、SDD_REQ、SEL_REQ、Pol_REQ等)，用以激励处于被动模式下的手机。相应的测试方案以及波形文件随即可得。为了能够提供足够的功率给待测物，须使用功放。

图18 针对在被动卡仿真模式下的NFC手机之测试方案，用以测试负载调变与帧时延等参数。

示波器/信号分析仪测试结果

以下部分将表述针对NFC手机的??测试结果，并以此说明示波器R??&S RTO及信号分析仪R&S FSV的功能。

·查询模式下功率及载频的测试

如图19所显示，针对具有NFC技术的手机在查询模式下的功率测量结果。其中，载频的测试结果也以图17所示之测试方案，借由NFC论坛的参考设备而同时获得。

图19 借助示波器R&S RTO的并行测量实例，针对NFC设备在查询模式下的功率测量(上面的图形)及载频测量(下面的图形)。

·查询模式下波形特性测量

图20显示借由示波器R&S RTO，在查询模式下波形特性的测量实例。其中，以光标1(位于5%处)和光标2(位于90%处)得到上升沿时间575纳秒(ns)。

图20 借助示波器R&S RTO，在查询模式下波形特性(上升沿时间)的测量实例。

·收听模式下帧时延测量

图21显示图18所示之测试方案，借由示波器R&S RTO，针对NFC手机在被动卡仿真模式下帧时延的测量实例。上面的图形显示Select Request信号(由任意波形产生器发送)以及随后的NFC手机在被动卡仿真模式下之响应(负载调变)。下面的图形则是将画面放大的显示，即从Select Request信号的最后一个位，直到响应的第一个位为止的时间范围。以两个光标(光标1和光标2)测量得到帧时延(86.51μs)。在两个光标之间的波形幅度变化是NFC手机在被动卡仿真模式下所产生的寄生负载调变。

图21 针对NFC手机在被动模式(14443 PICC卡仿真模式)下帧时延的测量实例，上面的部份显示首先是Select Request信号，接着是连续波信号(NFC手机所产生的寄生负载调变) ，最后是NFC手机的??响应。

如前文所述，帧