自從2014年九月蘋果公司推出Apple Pay新一代的流動支付，接著三星公司在今年三月也推出了Samsung Pay，這帶來了NFC功能的智能手機和手表替?zhèn)鹘y(tǒng)信用卡的新機遇，于是，很多設(shè)計13.56MHz NFC或RFID讀寫器和標(biāo)簽的工程師就詢問我們：有沒有一個設(shè)定容易又準(zhǔn)確的測試方案，他們有興趣看到讀寫器與標(biāo)簽之間的信號溝通。
圖1. NFC/RFID讀寫器，標(biāo)簽，手機
用傳統(tǒng)儀器很難分析NFC/RFID信號
有些工程師曾經(jīng)嘗試用頻譜儀去分析 13.56MHz的信號，但是，當(dāng)標(biāo)簽一接觸到讀寫器,信號就瞬間改變，回復(fù)連續(xù)波狀態(tài)。也有些工程師嘗試用示波器，發(fā)覺很難尋找微秒(usec)毫伏值的脈沖信號，就算看到瞬間脈沖也分不清哪個是讀寫器信號哪個是標(biāo)簽信號。針對設(shè)計工程師日常碰見的問題,通過一下步驟，我們一步一步帶領(lǐng)大家去解決。
讀寫器設(shè)定
一般工程師以為把讀寫器的USB接頭插入電腦的USB端口，就可啟動電腦編程控制讀寫器，但其實不行。為什么把所有電腦USB端口都插過還是無法啟動讀寫器呢? 首先我們需要把電腦通信端口地址(com port address)設(shè)定，啟動NFC/ RFID讀寫器軟件，端口設(shè)置，再選擇操作卡標(biāo)準(zhǔn)，例如ISO 14443A Mifare_Std S50，就可尋卡，標(biāo)簽就有回應(yīng)了！
讀寫器經(jīng)過天線連續(xù)發(fā)射13.56MHz的信號，當(dāng)標(biāo)簽接收得到能量，上電復(fù)位，等待讀寫器命令，讀寫器將命令調(diào)制到 13.56MHz的載波上，芯片根據(jù)接收的命令，控制負(fù)載狀態(tài)把響應(yīng)信息調(diào)制和編碼經(jīng)標(biāo)簽天線把信號反向散射(backscattering)標(biāo)簽和讀寫器互相確認(rèn)便溝通傳達訊息(圖2)。
圖2. NFC/RFID系統(tǒng)——標(biāo)簽和讀寫器互相確認(rèn)溝通
又容易又準(zhǔn)確的測試方案
針對13.56MHzNFC/ RFID溝通信號的特性，我們借助了是德科技的X-系列信號分析儀，內(nèi)置有89601B BHC軟件專門分析NFC/ RFID信號。把近場磁探頭固定擺放在標(biāo)簽和讀寫器之上，接上信號分析儀(圖3)，啟動89601B BHC軟件，設(shè)定中頻13.56MHz/ 頻寬8MHz/ 自動功率范圍，設(shè)定觸發(fā)電平，啟動電腦讀寫器軟件，按一按尋卡，標(biāo)簽有回應(yīng)，瞬間微秒的脈沖也被抓住了。進行NFC/ RFID信號分析配合ISO 14443 Type A 106kbps，就可一目了然看到采集時間脈沖圖，ASK眼圖，頻譜，解調(diào)位，ASK分析總結(jié)和ISO 14443分析總結(jié)。值得一提的是解調(diào)位可看不同格式，例如Hex Bits，又可改變采集時間及選擇脈動指數(shù)，在采集時間脈沖圖里，有清晰的箭頭說明哪一個是讀寫器脈沖哪一個是標(biāo)簽脈沖，更可測量頻帶功率，用來對比不同標(biāo)簽的反向散射功率特別有用，可以選擇不同脈沖指數(shù)分析讀寫器脈沖及標(biāo)簽脈沖溝通信息及特性。
圖3. 信號分析儀測試設(shè)置
在Apple Pay和Samsung Pay支付操怍上智能手機是扮演標(biāo)簽的角色，在不同的應(yīng)用上手機可以分別扮演讀寫器，標(biāo)簽或點到點的角色，例如在商店超市里，讓廣告海報攜帶RFID 標(biāo)簽，手機就可以扮演讀寫器的角色去接收多媒體內(nèi)容。是德科技有一套針對全兼容 ISO 14443A/18092 NFC，ISO 15693/18000-3 RFID，EMV (Europay MasterCard VISA) Level 1 標(biāo)準(zhǔn)測試系統(tǒng)，進行數(shù)字協(xié)議和模擬射頻分析，可仿真讀寫器和標(biāo)簽，產(chǎn)生任意波形，有強大波形，邏輯，協(xié)議和電壓分析功能，更配合參考天線和全自動定位機械手作精確重復(fù)性高的定位分析。
總結(jié)
新一代的流動支付Apple Pay和Samsung Pay帶來無限商機，促進NFC/RFID讀寫器，標(biāo)簽，智能手機和手表的硏究開發(fā)。本文針對讀寫器和標(biāo)簽瞬間微秒短小和毫伏值溝通的小信號，提供了一個又容易又準(zhǔn)確的測試方案，運用電平觸發(fā)捕捉信號，并進行詳細(xì)的讀寫器和標(biāo)簽溝通訊息分析,還介紹了一套全兼容的數(shù)碼協(xié)議和模擬射頻測試系統(tǒng)，希望能幫助讀者更有效測試NFC/RFID/EMV器件并拿到合格認(rèn)證。