NFC设备生产测试过程中应考虑的因素

一个小小偏移会明显影响系统性能

新型NFC线圈正在变得越来越小(图3)。由于设计中对尺寸的限制，较小的线圈在智能手机的设计中越来越普及。虽然较小的线圈很容易设计到设备中，但它们对获得所需的NFC射频性能会构成一定的挑战。与较大的线圈相比，较小的线圈意味着对感应耦合的容忍水平低得多。这使它们在NFC传输过程中对设备的放置位置很敏感。例如：这可能会导致两个NFC设备必须放得很近且两个线圈相互正对才能正常工作。如果匹配电路的频率响应处于关闭状态，线圈又较小，那么NFC可能根本无法工作。因此，共振频率处于正确的范围以确保设备运行和设备性能就变得更为重要了。

图3：NFC天线线圈

不能保证测试质量的“理想待测物”

一些NFC设备制造商在生产中使用参照待测物（或称为“理想待测物”），或NFC读卡器来验证设备的NFC工作性能。使用“理想装置”虽然是一种常用和可行的生产测试方法，但这种方法有它的局限性。例如：它只能提供一种合格/不合格或go-no go的测试结果，因而可能会让一个存在潜在问题的产品蒙混过关。即使它能检测出不合格产品，测试过程也不能提供量化信息和找出失效的原因。

另一个局限在于“理想待测物”或读卡器不能检测出处于合格-不合格边缘的产品。一个装置在生产线的受控条件下可能正常工作并通过工厂的go-no go测试，但它可能不具备在非受控的实际工作条件下正常运行的能力，因而，当它与非标读卡器或非标NFC标签结合使用时，或当它处在温度变化范围较大的环境中时可能无法正常工作。

总之，“理想待测物”或NFC读卡器不能暴露生产中的各种错误，因而，大量存在缺陷的产品完全有可能从工厂出货，而这些缺陷将导致功耗的上升和产品工作范围的缩小。制造商们可以在生产过程中用射频参数化测试来识别和矫正产品性能的差异，从而让他们的企业远离这种风险。

主要NFC测试项目

以下图4所示是一个典型的NFC智能手机的结构。正如前面讨论指出，多标准芯片、匹配和共振元件、以及天线线圈是生产过程中应测试的主要部件。因此，我们建议进行频率响应测试，以及基本的、能用来检验NFC标准基本功能的连通性测试。我们感到，大多数情况下这已足以确定产品是否存在缺陷，能否满足相关要求。由于在研发和设计验证阶段产品结构已按照适用标准/规范进行充分的特性分析和验证，加之这些标准/规范所要求的测试方法不适合用于生产环境，所以照抄这些测试方法既无必要也不明智。我们认为，如果设计已在生产测试装置中进行充分验证，验证后结构的特性也已经过分析(指标门限制已定义)，那么，在生产过程中进行共振扫描测试已足以发现那些会在所需工作范围内影响工作性能的、关于匹配和共振性能的缺陷。

图4：NFC智能手机结构

频率响应

频率响应测量可以通过对测试装置线圈回波损失的扫描来实现，在这个过程中，我们可以测得待测装置在NFC特定频率范围(如：10至20MHz)内吸收的能量。图5给出了一个NFC装置频率响应的例子。这种测量能提供NFC电路元件、线路板、内部连接件和天线线圈的物理特性的量化数据，还能了解组装的效果。通过测量，我们可以获得一些简单的测试数据，如：中间频率，3dB带宽和Q因子，并用它们来确定性能合格与否。这可确保收发器射频路径上所有元件都已正确安装，处在公差范围内，且不存在装配缺陷。

此测量可通过一个类似网络分析器的构架实施，其中，一个CW信号源会扫描频率范围，另外，有一个分析仪会监视回波信号并将其与CW信号源进行对比。这可使测试仪对待测物匹配电路和线圈的共振频率进行测量。

图5：NFC设备频率扫描示例

基本连通性

执行基本连通性测试时需进行通信初始化并让设备完成NFC协议栈的初始握手。这能起到系统层功能检查的作用，它能确保待测物进行正确的接收和发送(对其支持的所有NFC标准而言)。它实质上是在检查集成电路是否在装配过程中损坏，针脚焊接是否正确，数字电路连接是否正确。

在开发测试过程中，我们可以降低测试仪的磁场强度等级和调制深度，以确保任何与灵敏度、发送电平或损耗有关的缺陷都能被发现。当然，我们也可以在生产测试中(上述连通性测试期间)采用同样的方法。此外，测试期间也可以对其他发射参数进行测量。详见下文的发送参数和接收灵敏度。

发送参数

视待测物的结构而定，发射机射频参数的测试对发现产品缺陷可以起到很好的作用。它们可以提供物理层性能参数的详细信息，如磁场强度、频率误差(载波和/或子载波)、调制质量和深度、以及帧延时。如果待测物能够被作为发起装置和目标装置来使用