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智能手机标配NFC拔云见日精准测试技术必利其器

来源：华强电子网 作者：于宏达 时间：2014-09-24 09:15

　　近场通信(NFC) 技术经历了多年的市场沉浮在2014年迎来了业界再次的火热关注。移动4G时代，运营商加大对NFC的应用是引发NFC迎来新一轮变革的源动力。中国移动明确表示，为普及NFC终端，每卖一台NFC手机，中国移动总部会多给30元的补贴。同时，中移动总部已发文确定4G卡默认要绑定NFC SIM卡。

　　另外一个重要推动力是，种种迹象表明iPhone6加载NFC功能几乎是板上钉钉的事情。如果苹果支持NFC技术最终得到确认，中国移动支付行业长期发展瓶颈——终端普及问题有望得到历史性突破，NFC有望像蓝牙一样真正成为智能手机的标配，酝酿已久的NFC手机支付将有望在2015年迎来用户增长的高潮。来自Frost & Sullivan研究机构的数据显示，到2015年，市场上带有NFC功能的智能手机将达到8.63亿部。ABI市场研究公司也预计智能手机的数量将占到2017年20亿NFC设备出货量的75%，由于目前十大原始设备制造商(OEM) 中有九家能提供NFC设备，所以，NFC势必将成为智能手机等移动终端的标准配置。

　　随着市场成长态势的增强，制造商们必须确保他们的产品能提供一流的性能以便于提供较好的用户体验。如果您用NFC智能手机在零售店的支付终端上触碰好几下后才能完成购买过程;在人潮涌动的地铁闸口或机场举起你的NFC手机入站或登机时却出现了红灯闪烁……这些例子说明了NFC设备具备完善功能的重要性。产品故障会使支付过程被迫中断，从而使原本极富获利空间的金融交易市场的价值大打折扣。在7月24日新品发布会上LitePoint公司副总裁兼中国区总经理Gary Wang先生指出，NFC的成功推广依赖于消费者对其在每个应用场合都能正常运行的信心。目前，智能手机的NFC功能在生产阶段只是进行了简单的“合格/不合格”判定测试，而未曾进行过全面的测试。他提醒设备生产商，这会造成NFC性能处于临界状态的智能手机流入市场，而引起品牌声誉和销售遭到损害的风险。也就意味着在2015年，以2%的NFC故障率计算将有1700多万用户会生气、抱怨，或者更换手机品牌，这就是今天我们推出LitePoint IQnfc 测试仪的原因。

　　NFC是一种近场无线通信技术，以RFID(射频识别)系统为基础，可帮助实现两个设备之间的双向通信。NFC 依赖于两个高度调谐状态的、低频的、窄带线圈相互耦合，回路天线提供较强的电磁互感共振。它通过幅移键控(ASK) 方法在13.56 MHz频率上工作，一般可在4 厘米或更近的距离间达到106 至848 kbit/s的数据传输速率。Gary指出射频电路、收发电路和天线都是容易带来NFC连通性问题的地方。(如图2所示)

图2 NFC误操作容易产生的地方

　　NFC在原理上很简单，但实际上却是一种很复杂的技术。与WiFi和蜂窝标准等其他无线技术相比，它的工作方式有很大的不同。NFC借助近距离磁场感应作为通信介质并通过共振模拟电路提供有效的功率传输。然而，这种电路对模拟元件的差异很敏感，在实际应用中微小的差异会产生较大的性能偏差。莱特波特对一个典型的NFC电路结构进行了仿真，并假设存在5%的模拟元件差异(这是生产过程的一个典型值)。仿真结果(图3) 表明频率响应存在一个宽幅的偏移。频率响应偏移对NFC性能有明显的影响。例如：一个500kHz 的偏移能将传输的能量减少大约50%。这会导致功耗的增加和NFC设备工作范围的缩小，进而引起用户体验的下降。

图3 微小的差距会产生较大的性能影响

　　另外，新型NFC线圈也变得越来越小，对获得所需的NFC射频性能会构成一定的挑战，与较大线圈相比，较小的线圈意味着对应感应耦合的容忍水平降低很多，使它们在NFC传输过程中对设备的放置位置很敏感，如果谐振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。

　　Gary Wang近一步指出，NFC正常的工作频率在13.56MHz，然而我们公司通过对市面上有代表性的几十款智能手机进行测试，发现NFC性能变化范围很大，测试中发现频率范围分布很广，变化幅度居然在13—16.2MHz之间(如图4所示)。这将降低NFC链路在实际工作环境下运行性能的一致性。

图4 样本总体的共振频率实测值的变化范围

　　综上所述，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，频率响应、基本连通性、发送参数、接收灵敏度将会是主要NFC测试项目。LitePoint IQnfc 测试仪正是为解决上述问题而诞生的业界第一台NFC生产测试设备。它是一种设置方便、简单易用的系统，只需要一个按键操作便能快速地对生产线上的待测物进行特性分析;它具有直观的图形化用户界面，用于进行详细的波形分析;可在物理层面上测试所有NFC标准，搭配测试软件等全套解决方案，意味着更快的测试速度，测试时间可控制在5秒以内，比合格/不合格判定测试更快。