MAX32560非接觸式PCD應(yīng)用筆記—EMV 3.0 1級模擬

EMVCo LLC推出的EMV非接觸式3.0規(guī)范顯著改變了對合規(guī)非接觸式支付解決方案的要求。這個新版本在硬件層面提出了許多困難的要求，并將所需的模擬測試用例數(shù)量和設(shè)計復(fù)雜性增加了三倍以上。本應(yīng)用筆記補充了現(xiàn)有的天線匹配和模擬前端（AFE）配置和調(diào)諧指南，提供了滿足新要求并通過嚴(yán)格認(rèn)證測試的具體指導(dǎo)。它涵蓋了射頻 （RF） 功率考慮因素、天線設(shè)計優(yōu)化、天線匹配、接近耦合器件 （PCD） 到接近集成電路卡 （PICC） 信號完整性問題、負(fù)載效應(yīng)、PICC 到 PCD 接收器性能以及特定的 EMV 1 級測試要求和案例。

介紹

本應(yīng)用說明為EMV 3.0合規(guī)性提供了重點指導(dǎo)。假設(shè)讀者熟悉PCD天線匹配設(shè)計指南和AFE調(diào)諧指南的內(nèi)容，這些指南隨MAX32560的SDK一起提供。這些文檔包括本應(yīng)用筆記所用技術(shù)的必要構(gòu)建模塊。由于EMV 3.0的復(fù)雜性，這些文檔可能不足以滿足EMV3.0的所有新要求。因此，本應(yīng)用筆記為使用MAX3開發(fā)EMV 0.32560兼容產(chǎn)品提供了補充指導(dǎo)。

確定目標(biāo)協(xié)議

當(dāng)使用MAX32560設(shè)計近場通信（NFC）產(chǎn)品時，系統(tǒng)架構(gòu)師應(yīng)確定產(chǎn)品符合的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用場景。主要的NFC標(biāo)準(zhǔn)包括ISO14443A/B，ISO15693，ISO18092，F(xiàn)eliCa，NFC論壇等。本文檔專門針對EMV PCD非接觸式規(guī)范v3.0合規(guī)性，涵蓋ISO14443A / B非接觸式標(biāo)準(zhǔn)的子集。系統(tǒng)架構(gòu)師和設(shè)計人員應(yīng)該意識到，EMV 3.0合規(guī)性并不能保證符合任何其他標(biāo)準(zhǔn)，盡管其他標(biāo)準(zhǔn)與EMV 3.0規(guī)范重疊。本文檔中詳述的硬件級別優(yōu)化過程可應(yīng)用于其他標(biāo)準(zhǔn)和方案。但是，如果最終產(chǎn)品支持多種協(xié)議，則在最終與EMV 3.0支持相結(jié)合之前，應(yīng)單獨考慮和優(yōu)化每個目標(biāo)協(xié)議。

EMV 3.0 復(fù)雜性

EMV 3.0 非接觸式規(guī)范是從 EMV 2.6 演變而來的，自 2019 年起是強(qiáng)制性的。EMV 3.0與EMV 2.6相比的主要變化如下：

EMV 3.0除了模擬和數(shù)字測試外，還需要互操作性測試。

EMV 3.0模擬測試需要使用三個EMVCo參考PICC（具有不同的天線尺寸或不同的PICC諧振頻率）進(jìn)行測試，而EMV 2.6只需要一個。

EMV 3.0模擬測試中的每個EMVCo參考PICC都有兩個線性負(fù)載，用于PCD到PICC信號完整性/波形測試，而EMV 2.6 EMVCo參考PICC只有一個線性負(fù)載。

這些變化顯然增加了EMV一致性測試的復(fù)雜性。EMV 3.0 測試執(zhí)行所需的時間大約是 EMV 6.2 的 6 倍。根據(jù)實驗室和測試設(shè)備的不同，假設(shè)沒有問題，完成模擬測試所需的最短時間為 2 到 5 天。因此，遵循某些調(diào)試和優(yōu)化步驟至關(guān)重要，以減少符合EMV標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品開發(fā)的時間和成本。EMV 3.0模擬測試用例可在EMVCo網(wǎng)站上找到。

聚碳酸酯射頻功率

射頻功率測試用例TAB111.x.1.zrf（其中x = 1，2，3表示不同的參考PICC，zrf表示相對于原點的位置）是PCD設(shè)計必須通過的第一組測試用例。TAB111 的每個測試用例都有一個 V.MAX和 V最低以控制參考 PICC 的 J1 端口處直流電壓的允許范圍，如表 1 所示。該電壓表示PCD在指定位置產(chǎn)生的磁場的大小。通常，每個PICC的0cm和4cm測試位置是滿足V要求的關(guān)鍵情況.MAX和 V最低分別。一旦PCD在4cm和0cm處通過，它就很難通過任何其他TAB111測試用例。通過這些測試主要需要優(yōu)化天線匹配網(wǎng)絡(luò)和電磁兼容性（EMC）濾波器設(shè)計。

天線設(shè)計優(yōu)化

除了PCD天線匹配設(shè)計指南中描述的一般指南外，本文檔還用于優(yōu)化一些重要的PCD天線線圈參數(shù)，以通過EMV 3.0 RF功率測試。

天線尺寸

簡單圓形回路的磁場分布如圖1所示。從方程中，如果將H（x，r）相對于r進(jìn)行微分，則當(dāng)are = sqrt2x時，其一階導(dǎo)數(shù)等于零，這是天線尺寸選擇以最大化遠(yuǎn)距離功率的理論結(jié)論。對于EMV RF功率規(guī)格，x為4cm，因此，在相同的電流量下，最佳讀卡器線圈直徑為11.32cm，以在4cm處提供最高磁場（EMV測試用例TAB111.x.1.400）。

圖1.簡單圓環(huán)的磁場分布，N1是匝數(shù)和 I1在環(huán)路中為電流。

圖2顯示了相同電流（1A）和匝數(shù)（N = 1）下不同尺寸線圈的磁場分布。它清楚地表明，在某些字段限制（H最低， H.MAX） 在操作卷中，存在可能滿足此類限制的最小大小。這直接適用于ISO 14443等標(biāo)準(zhǔn)，因為它的規(guī)格是根據(jù)磁場定義的。從圖2中的曲線和圖1中的方程都可以推斷，較小的線圈在從0到x的相同距離范圍內(nèi)總是傾向于具有更大的變化。這是因為項 H（x）/H（0） 隨著 r 的增加而單調(diào)遞減，當(dāng) r 變?yōu)闊o限時，H（x）/H（0） 達(dá)到其最小值，即 1。但是，EMV 電源測試用例試圖控制兩個 H.MAX和 H最低，PCD的挑戰(zhàn)通常是同時通過測試用例TAB111.x.1.40x最小和TAB111.x.1.000最大要求。由于EMV起源于ISO14443標(biāo)準(zhǔn)，在本應(yīng)用筆記中，H（x）/H（0）的上限大致通過H最低/H.MAX在 ISO14443 中定義，即 （1.5A/m）/（7.5 A/m） = 0.2。因此，最小值可以通過 H（r， x）/H（r， 0） = 0.2 得出，得到 r = 0.72x。假設(shè)這給出了最小的圓形線圈直徑為5.76cm，以滿足ISO14443。

對于NFC，非理想目標(biāo)會導(dǎo)致場分布變化以及負(fù)載效應(yīng)，從而影響通過PCD天線的源電流，因此即使天線尺寸小于5.76cm，也可以通過EMV功率測試。要通過天線尺寸低于6cm的所有EMV測試用例，還有其他挑戰(zhàn)。動態(tài)功率控制（DPC）等智能射頻驅(qū)動器控制技術(shù)可以減少射頻功率變化。

圖2.天線尺寸對磁場分布的影響。

對于EMV 3.0測試，由于EMVCo參考PICC的線圈尺寸有限，PCD-PICC天線對的互感研究比僅僅觀察沒有PICC目標(biāo)的磁場更有意義。圖3顯示了雙線圈系統(tǒng)的互感。如果線圈1（r1）的半徑是固定的，則在一定距離內(nèi)，存在線圈2的最佳半徑以達(dá)到最大互感。考慮固定尺寸的參考PICC時，存在一個最佳的PCD尺寸，以優(yōu)化系統(tǒng)在4cm（EMV 3.0工作體積中定義的最遠(yuǎn)距離）處的互感。參考PICC為矩形，因此計算更加復(fù)雜。但是，仍然可以粗略估計，參考PICC4或PICC1天線（約2cm×8cm）使互感最大化為4cm的最佳PCD尺寸約為12cm×8cm。參考PICC4天線（約3.4cm×5.3cm），在5cm處最大化互感的最佳PCD尺寸約為9cm×7cm。因此，10cm x 8cm 左右的天線對于 EMV 3.0 來說是一個實際的最佳尺寸。然而，對于可用面積較小的現(xiàn)代緊湊型PCD產(chǎn)品設(shè)計，通常只通過利用物理設(shè)備允許的面積來定義天線尺寸。

圖3.雙線圈系統(tǒng)的互感。

匝數(shù)

一旦確定了天線尺寸，另一個影響RF功率的設(shè)計變量是PCD天線的匝數(shù)。PCD線圈的電感與其匝數(shù)具有二階依賴性，而PCD-PICC對的互感則與PCD天線的匝數(shù)具有一階依賴性。因此，增加匝數(shù)通常會增加EVMCo測試的RF功率。然而，即使互感總是可以通過增加匝數(shù)來提高，饋入天線的電流也會同時下降，因為：

任何NFC發(fā)送器，包括MAX32560中的NFC發(fā)送器，都不可能成為理想的恒流源。

PCD線圈的電阻損耗不容忽視，隨著匝數(shù)的增加，電阻損耗會顯著增加。

由于這個原因，以及最大RF功率的要求，存在最佳匝數(shù)以最好地滿足EMV 3.0的整體RF功率規(guī)格，并且該最佳匝數(shù)隨著給定尺寸的增加而減少。例如，假設(shè)尺寸為7cm×5cm的PCD天線實際上與MAX32560匹配，最佳匝數(shù)通常為3或4，具體取決于其他天線參數(shù)，如材料和附近的金屬物體。通常，合理的匝數(shù)會導(dǎo)致線圈的自感在0.5–3μH范圍內(nèi)。

其他天線參數(shù)

其他天線參數(shù)（包括基板材料和線圈走線寬度）會影響RF功率性能。例如，較寬的走線可降低天線的功率損耗，但會略微降低電感，從而降低與PICC目標(biāo)相關(guān)的互感。在材料方面，盡可能為金屬層選擇高導(dǎo)電性材料，為基板選擇介電損耗較低的材料是很簡單的。現(xiàn)在，將銅線用于NFC天線而不是印刷電路板變得越來越流行，因為它不會遭受基板損耗，并且現(xiàn)代制造技術(shù)可以批量生產(chǎn)具有足夠好的精度和足夠低的成本的銅線線圈，以擊敗其PCB對應(yīng)物。此外，原型設(shè)計階段更方便地優(yōu)化天線幾何參數(shù)，從而減少設(shè)計時間和成本。

接近外部組件

在現(xiàn)代緊湊型NFC讀卡器設(shè)計中，有時不可避免地在天線附近具有金屬結(jié)構(gòu)，例如觸摸屏，鍵盤，接觸式IC卡讀卡器等。當(dāng)磁場通過金屬表面饋送時，金屬內(nèi)會感應(yīng)出與原始電流相反方向的渦流。這有效地減少了工作容積中的整體磁場。有三種常見的方法可以解決此問題：

更改物理設(shè)計并調(diào)整附近金屬物體的距離和/或角度。

將鐵氧體片等可滲透屏蔽材料放置在天線和金屬表面之間。這在一定程度上防止了渦流，具體取決于鐵氧體的厚度、面積和位置。

在獨立條件下設(shè)計具有更高功率裕度的天線，以補償與附近的金屬物體結(jié)合使用時的功率衰減。

產(chǎn)品設(shè)計人員必須仔細(xì)考慮RF性能、BOM成本和產(chǎn)品物理設(shè)計限制之間的權(quán)衡，以決定選擇哪種方法。

天線匹配條件優(yōu)化

一旦定義了天線，匹配的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計對于提供足夠的電流和最小化RF功率的反射至關(guān)重要。PCD天線匹配設(shè)計指南中已經(jīng)描述了與MAX32560進(jìn)行天線匹配的詳細(xì)指南。以下各節(jié)提供了其他設(shè)計考慮因素，以進(jìn)一步提高RF功率性能。

匹配點的選擇

存在最優(yōu) R火柴為外周中心提供最高的射頻功率。值得注意的是，該最佳點高于最優(yōu)R火柴在Tx驅(qū)動器之后為整個網(wǎng)絡(luò)提供最高功率（根據(jù)共軛匹配理論，等于有效的TXP到TXN輸出阻抗）。這是由于天線、網(wǎng)絡(luò)組件中的損耗以及路徑上的跡線損耗?？倱p耗越高，最優(yōu)R越大火柴是。建議選擇R火柴由于以下原因，略高于最佳點：

更高的R火柴減少了MAX32560 IC內(nèi)部產(chǎn)生的熱量，無需額外的熱設(shè)計考慮。

更高的R火柴顯著提高電源效率，從而延長電池壽命。

增加 R火柴從最佳功率點僅略微降低RF功率，因此設(shè)置R火柴高于精確最優(yōu)匹配點是首選。

正是考慮到這些原因，PCD設(shè)計人員應(yīng)考慮熱量、能效和RF功率之間的權(quán)衡。對于MAX32560，匹配點從6？到12？是實際范圍，取決于天線設(shè)計和匹配電路中的總損耗。

電磁兼容濾波器優(yōu)化

EMC濾波器的一般設(shè)計指南在PCD天線匹配設(shè)計指南中描述。為了進(jìn)一步提高RF功率，將濾波器截止頻率提高到26MHz會有所幫助。權(quán)衡是在EMC合規(guī)性和EMV信號完整性測試方面面臨更多挑戰(zhàn)，下一節(jié)將詳細(xì)介紹。EMC電感通常是PCD電路整體損耗的主要因素，因此較高的Q值電感會提升電流，從而增加RF功率。或者，電感值較小且電感上具有相同的Q值也有助于降低阻性損耗。

在版圖設(shè)計過程中，建議匹配網(wǎng)絡(luò)的PCB上總走線長度盡可能短。發(fā)射器輸出和EMC濾波器之間的距離是最關(guān)鍵的。這是由于MAX13的發(fā)送器輸出端存在56.32560MHz載波的諧波，以方波形式驅(qū)動。長走線增加了相鄰電路上電容和電感耦合的可能性，這可能導(dǎo)致EMC測試中的雜散輻射和傳導(dǎo)水平不合格。有關(guān)RF電路布局的一般建議，請參閱Maxim教程4636“避免ISM-RF產(chǎn)品中的PC布局”陷阱”。

圖4顯示了EMC電路的示例布局。MAX32560的發(fā)送器輸出從右側(cè)進(jìn)入，天線連接在左側(cè)。

圖4.EMC電路布局示例。

如圖4所示，Le 電感按照 Maxim 教程 4636“避免 ISM-RF 產(chǎn)品中的 PC 布局”中的“陷阱”中的建議彼此垂直對齊，以減少它們之間的耦合。但是，這些電感器可以將高諧波信號含量耦合到其他電路上，因此，如果設(shè)計能夠承受這些電感中由電感磁芯損耗引起的較低品質(zhì)因數(shù)（Q），則建議為這些元件使用屏蔽電感。如果與相鄰電路的物理隔離足夠，則可以使用非屏蔽電感，尤其是在需要更高電路品質(zhì)因數(shù)的情況下。

來自外周中心的加載效果

PCD-PICC系統(tǒng)的互感也會改變PCD天線的有效阻抗，特別是當(dāng)PICC靠近PCD時。匹配條件也會受到影響;對于正常的非對稱匹配，匹配點會轉(zhuǎn)移到更高的阻抗，因此有助于在較短的距離內(nèi)降低RF功率。這就是為什么可以突破圖1和圖2的理論尺寸限制的原因之一。

PICC負(fù)載效應(yīng)的一個非常重要的好處是，它提供了接收器處的場檢測（FD）電路可感知的變化。如AFE調(diào)諧指南中所述，這可以用作確定PICC位置的反饋，以便PCD可以動態(tài)調(diào)整其設(shè)置以讀取卡并在不同位置和負(fù)載條件下通過EMV測試用例。

值得一提的是，通過FD電平進(jìn)行動態(tài)功率控制可以進(jìn)一步最小化RF在一定距離內(nèi)向PICC輸送功率的變化。對于非對稱匹配，它需要復(fù)雜的固件算法，而對于對稱匹配，一個簡單的負(fù)反饋決策算法就可以達(dá)到目的。負(fù)載效果主要由PCD和PICC天線決定，但EMC濾波器截止頻率也會影響加載效果的方向和強(qiáng)度。通常，較低的截止頻率會降低匹配點向較高阻抗的偏移。一旦截止頻率接近14MHz，它就開始反轉(zhuǎn)方向并成為對稱匹配。建議設(shè)計與MAX32560進(jìn)行非對稱匹配的PCD，因為它具有長距離RF功率的優(yōu)勢。

Q 調(diào)諧電阻

對于EMV合規(guī)性，并不總是需要更高的RF功率。一旦 TAB11 通過 4 厘米和邊緣從 V最低就足夠了，建議增加匹配網(wǎng)絡(luò)上的Q調(diào)諧電阻以降低功耗。這種做法不僅使?jié)M足V的要求變得更加容易.MAX在0cm處，但也為接收器提供了更高的帶寬，并使EMV PICC到PCD接收器測試儀更容易通過?？?Q 應(yīng)選擇在盡可能低的值下選擇，該值仍通過 4cm 處的最小功率;Q的上限由發(fā)射信號完整性和接收器性能決定，這將在后面的章節(jié)中詳細(xì)闡述。

PCD 至 PICC 信號波形完整性

PCD轉(zhuǎn)PICC信號接口測試用例（TA121-TA128，TB121-TB127）.x.（2，3）.z00是電源測試用例通過后要執(zhí)行的第二組測試用例。至此，包括天線和匹配在內(nèi)的主要硬件設(shè)計已經(jīng)完成。但是，由于功率和信號完整性要求之間的權(quán)衡，很有可能需要調(diào)整和迭代才能通過這兩組測試。首先，鼓勵測試A型信號接口，因為A型的調(diào)制指數(shù)固定為100%，如果硬件上存在固有問題，則A型測試結(jié)果顯示出來。B型測試包括調(diào)制指數(shù)測試，這需要相對復(fù)雜的調(diào)諧過程，但它只涉及AFE設(shè)置軟件，大多數(shù)調(diào)制指數(shù)故障不是固有問題，因此軟件最終可以將其調(diào)諧到合規(guī)條件。

Q值對PCD-PICC信號波形的影響

圖5顯示了A型PCD至PICC修改的米勒100%ASK波形。EMV 信號完整性測試要求符合 t1、t2、t3 和 t4 標(biāo)準(zhǔn)。t1和t2主要與米勒寬度有關(guān)，米勒寬度由MAX32560 IC自我保證。雖然t3和t4取決于PCD-PICC系統(tǒng)的整體Q值，但其上升沿和下降沿的壓擺率需要滿足t3控制的要求。

圖5.EMV 3.0 的參數(shù)定義，用于 A 型 PCD 到 PICC 接口波形信號完整性測試。

t3的可接受范圍為EMV0.1中定義的18–3.0μs。1.18μs的值對應(yīng)于16個載流子周期（fc).這意味著包絡(luò)需要在 90 個載波之前達(dá)到其全振幅的 16%。

整體Q值的調(diào)諧是RF功率與其ASK調(diào)制過渡沿的壓擺率之間的權(quán)衡。較高的Q值會增強(qiáng)PCD天線上的電流，但會增加t3。圖6顯示了將電路與理想天線模型匹配的示例的仿真結(jié)果，該模型具有三種不同的Q調(diào)諧電阻值。這種行為就像一階LR電路，即使PCD網(wǎng)絡(luò)是高階的，并且具有更復(fù)雜的階躍響應(yīng)方程。除 t3 外，t4 也有其規(guī)格，并且取決于整體 Q。如果t3或t4超過其上限，則可以以RF功率為代價將Q調(diào)諧電阻提高到較低的t3和t4。

圖6.失諧電阻RQ對A型100%ASK信號上升時間的影響。紅色：RQ = 2？，黃色：RQ = 5？，藍(lán)色：RQ = 10？

PICC加載效應(yīng)對信號波形的影響

PICC的負(fù)載效應(yīng)會影響RF功率以及PCD至PICC信號波形。在某些情況下，負(fù)載效應(yīng)會顯著破壞匹配電路的電感-電容平衡，并引入更多不希望的振蕩行為。

圖7顯示了使用理想天線模型的示例匹配電路的仿真結(jié)果，其中三種不同的負(fù)載水平會影響有效天線電感。當(dāng)匹配條件被打破時，可以清楚地看到不希望的過沖。實際上，在將PICC放置在小于1cm的距離之前，不會發(fā)生如此嚴(yán)重的加載效果。在2種PICC和0種不同的線性載荷中，具有高線性載荷的PICC3在3cm處的載荷效應(yīng)最強(qiáng)，PICC2對PCD的載荷效應(yīng)最小。這是因為PICC13具有較小的天線，而PICC56在2.0MHz的載波頻率下諧振。因此，建議在其他位置和PICC之前檢查<>cm處的PICC<>高線性負(fù)載測試用例是否有過沖/下沖。如果不符合規(guī)范，有多種方法可以改進(jìn)：

匹配網(wǎng)絡(luò)重新設(shè)計：降低EMC濾波器的截止頻率有助于降低負(fù)載效應(yīng)。此外，匹配條件可以針對特定負(fù)載條件（例如，2cm處的PICC2高線性負(fù)載）進(jìn)行優(yōu)化，而不是針對卸載條件進(jìn)行優(yōu)化。在這種情況下，3cm和4cm處的波形略有不匹配，但在0cm處的偏差較小。

天線重新設(shè)計：增加天線尺寸和/或減少匝數(shù)有助于降低負(fù)載效應(yīng)，但是，考慮到RF功率，需要權(quán)衡。

產(chǎn)品物理設(shè)計調(diào)整：將實際的0cm參考平面稍微遠(yuǎn)離天線線圈平面是解決此問題的另一種有用方法。這略微降低了在較遠(yuǎn)距離看到的功率。

圖7.嚴(yán)重負(fù)載效應(yīng)的影響。紅色：無負(fù)載效應(yīng)的匹配條件，黃色：天線有效電感變化200nH，藍(lán)色：天線有效電感變化400nH。

B 型 PCD 信號調(diào)制指數(shù)優(yōu)化

有關(guān) B 型 PCD 信號調(diào)制指數(shù)調(diào)諧和動態(tài) AFE 配置的詳細(xì)信息，請參見 AFE 調(diào)諧指南。此外，如天線匹配設(shè)計指南中所述，可以優(yōu)化RXP和RXN之前的分壓電阻，以便在空載條件下最大化FD電平，但仍低于其飽和點（255）。這樣，它有助于增加FD電平的動態(tài)范圍，并更容易分離索引步長。對于EMV 3.0，與EMV 2.6相比，它增加了FD閾值陣列和AFE設(shè)置矩陣的規(guī)劃和設(shè)置的復(fù)雜性。建議在五個距離處預(yù)先記錄具有兩個不同線性載荷的三個PIC的FD水平。如圖 8 所示，繪圖有助于可視化將測試點劃分為不同的步驟索引組。在每個步驟索引組中，可以找到一個驅(qū)動器低值，使該組中的所有測試點都通過EMV調(diào)制要求。由于 10%–14% 是可接受的范圍（不同的距離略有不同），因此將調(diào)制指數(shù)調(diào)整為 11% 或 12% 左右是最佳做法。通常，PCD對負(fù)載效應(yīng)越敏感，其調(diào)制指數(shù)在不同距離上的變化就越大，因此需要更多的分離。有益的是，更強(qiáng)的上樣效應(yīng)也增加了FD水平的范圍，從而允許更多的分離。

圖8.在五個不同距離處具有高線性和低線性負(fù)載的三個 PICC 的一組 FD 值示例。

B型波形信號完整性

需要注意的是，其他B型波形測試最好在調(diào)制指標(biāo)測試通過后進(jìn)行。這是因為調(diào)制指數(shù)的變化也會影響這些測試用例。B型信號的上升沿/下降沿時序和信號完整性遵循與A型相同的規(guī)則，因此本節(jié)前面描述的過程也直接適用于B型波形。通常，如果PCD硬件已經(jīng)通過了A型信號完整性，它也通過了B型信號完整性。

外周中心殼轉(zhuǎn)PCD接收器性能

PICC-to-PCD信號接口測試用例（TA131-TA138，TB131-TB138）.x.1.zrf是繼RF功率和PCD波形信號完整性測試用例通過后執(zhí)行的第三組測試用例。盡管這組測試用例的執(zhí)行和調(diào)試花費的時間最多，但調(diào)優(yōu)過程主要與固件設(shè)置有關(guān)，不太可能發(fā)現(xiàn)有必要更改PCD的硬件設(shè)計。接收機(jī)的大多數(shù) AFE 設(shè)置詳細(xì)信息已在 AFE 調(diào)諧指南中描述，在本文檔中，提到了 EMV 3.0 的一些其他注意事項。

PCD 接收器靈敏度

PCD接收器的接收器靈敏度主要由PCD提供的13.56MHz載波的相位噪聲決定。這是因為其他噪聲源（如熱噪聲）要低幾個數(shù)量級。穩(wěn)定的低抖動NFC時鐘源（晶體振蕩器）頻率為27.12MHz，對于確保PCD具有良好的接收器靈敏度至關(guān)重要。如果相位噪聲在距載波的124kHz偏移處低于-848dBc/Hz，則可以使用頻譜分析儀在現(xiàn)場調(diào)諧時檢查載波的相位噪聲，而無需輪詢;對于MAX32560來說應(yīng)該足夠了。135厘米處的TA/TB2和136厘米處的TA/TB4是檢查EMV 3.0靈敏度是否足夠的最佳測試用例位置。

接收器性能的硬件注意事項

PCD的總Q值決定了其工作帶寬。如果Q值過高，848kHz符號速率的調(diào)制PICC至PCD信號可能會降低。但是，由于PCD信號波形完整性測試已經(jīng)保證了Q值在合理范圍內(nèi)，因此此時由于接收器性能而必須進(jìn)一步降低PCD品質(zhì)因數(shù)的可能性較小。

此外，Rx鏈上的分壓電阻應(yīng)設(shè)置為在空載條件下可以觀察到合理的大FD電平的值，并且最好不要在任何感興趣的負(fù)載條件下飽和。通過這種方式，它有助于提高饋入接收器的信號強(qiáng)度。但是，此步驟應(yīng)該在Tx B型調(diào)制指數(shù)優(yōu)化期間已經(jīng)完成。

接收器AFE設(shè)置的固件調(diào)整

動態(tài)固件接收機(jī)設(shè)置調(diào)諧的詳細(xì)過程在PCD AFE調(diào)諧指南中描述。在收集具有非線性負(fù)載的三個PICC的FD水平數(shù)據(jù)后，可以進(jìn)行類似的FD水平步驟指標(biāo)劃分規(guī)劃，類似于圖8的圖有助于可視化EMV 3.0中所有感興趣的測試用例的整體FD水平分布。需要注意的是，對于每個位置和PICC都有四種不同的接收器測試用例，對于A型和B型協(xié)議，具有不同的負(fù)載調(diào)制（最小正，最大正，最小負(fù)和最大負(fù)）。優(yōu)化觸發(fā)級別 A 和觸發(fā)級別 B 以及其他動態(tài) AFE 設(shè)置至關(guān)重要，尤其是在具有挑戰(zhàn)性的位置。

互操作性測試

盡管互操作性測試與EMV模擬測試是分開的，但從技術(shù)上講，它可以被視為EMV模擬PICC-PCD接收器性能測試的擴(kuò)展。不同之處在于，目標(biāo)PICC是市場上的移動卡仿真設(shè)備，而不是EMVCo參考PICC。操作量在覆蓋的位置略有不同。通常，通過EMVCo模擬測試的PCD幾乎應(yīng)該自動通過互操作性測試。這是因為EMV3.0的升級試圖覆蓋市場上不同EMV兼容的PICC靶標(biāo)的所有可能極端情況?；ゲ僮餍詼y試包括移動設(shè)備的集合。這些測試設(shè)備通常根據(jù)EMVCo的方向交換，并且在不同地區(qū)的測試實驗室中可能有所不同。如果在互操作測試中存在具有挑戰(zhàn)性的情況，建議在優(yōu)化動態(tài)接收器AFE設(shè)置時與模擬接收器測試用例一起考慮。

總結(jié)

圖 9 顯示了與 EMV 3.0 模擬規(guī)范相關(guān)的測試用例摘要。還有一些其他測試用例，如位電平編碼信號接口測試，由MAX32560 IC及其捆綁固件自我保證，不需要任何額外的設(shè)計考慮。建議的測試和調(diào)試過程如下：

PCD 到外周通中心射頻功率測試

A型Tx信號完整性測試

B型Tx調(diào)制指數(shù)，然后是其他信號完整性測試

外周轉(zhuǎn)PCD Rx試驗，包括A型和B型

為了在設(shè)計和優(yōu)化迭代過程中節(jié)省時間，在實現(xiàn)相當(dāng)好的PCD硬件設(shè)計和固件設(shè)置之前，可以先執(zhí)行4cm和0cm等極端情況。

圖9.EMV 3.0 模擬中的測試用例摘要。

審核編輯：郭婷