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1檢測方法
由于simpass卡被完全密封，對其整體電氣參數L、C、R的測量造成了困難。但到目前為止，對于諧振頻率的測量方法，業界尚無統一標準。因此在智能卡測量領域，諧振頻率這一參數的測量還是比較熱門的。通常，諧振頻率的測試主要是通過頻譜儀和網絡測試儀來進行的，測試成本偏高，對測試人員的素質也提出了很高的要求，不適用于量產測試。
給出了雙線圈傳感器模型測量電子標簽諧振頻率的方法。該方法直觀易懂，不需要太過專業的儀器，操作簡便，測量的精度也比較高，適合成品批量測試。本文在研究初期，也曾擬定采用文獻[5]的方案。在后期實驗過程中發現，由于該方案采用的是雙線圈傳感器模型，線圈匝數、線圈邊長、發射與接收線圈間距、標簽與發射線圈間距離等對測量的結果都有重要的影響，工藝控制比較困難。文獻[5]在對發射線圈提供高頻掃頻信號時同步檢測接收線圈峰值電壓，需要在信號檢測抗干擾方面有很好的措施，軟、硬件設計要求高，尤其在硬件調試時，困難重重。借鑒文獻[5]掃頻的辦法，本文設計了如圖2所示的測試結構圖。主要的硬件有SIMpass卡閱讀器、DDS可變信號源、微控制器、卡。閱讀器的位置固定，卡的位置也固定且卡置放在閱讀器正常發射功率作用范圍的大約中間處，保證閱讀器與卡能正常讀寫數據。圖中的虛線圓圈代表卡閱讀器的有效作用范圍。DDS可變信號源受微控制器的控制，可產生最大范圍為20MHz的可變時鐘信號，提供給卡閱讀器。卡閱讀器輸出的射頻信號頻率就受微控制器的控制器。該方案最大的優點是克服了文獻[5]接收線圈峰值電壓檢測硬件調試困難的弊端。諧振頻率測量流程如圖3所示。
具體過程如下：（1）卡閱讀器以13.56MHz的載波信號頻率讀取卡的信息；讀取成功則進入第二步測試，否則直接判斷為壞卡；（2）閱讀器信號頻率從13.56MHz開始以10KHz的步進向下偏移掃描，直到不能讀取卡的信息時記錄下此時的頻率fL，（3）卡閱讀器信號頻率從13.56MHz開始以10KHz的步進向上偏移掃描，直到不能讀取卡的信息時記錄下此時的頻率fH。對比fL、fH與正常卡的差值，如果超過允許范圍則該卡測試不過關。反之，則通過測試。
2系統實現
基于諧振頻率測量的SIMpass卡成品質量檢測系統框圖如圖4所示，主要由單片機控制模塊、射頻電路和可變精確時鐘模塊等組成。
2.1RFID讀寫器射頻收發模塊射頻收發模塊用于建立與SIMpass卡的無線物理連接通路，完成與卡之間的通訊。射頻收發模塊負責信號的編碼、解碼、調制和調解。電路如圖5所示。本文選擇的射頻芯片是FM1702，它是由復旦微電子股份有限公司設計的基于IS014443標準的非接觸卡讀卡機專用芯片，支持13.56MHz頻率下的TypeA非接觸通信協議，支持多種加密算法，兼容Philips的MFRC500讀卡機芯片。芯片內部高度集成了模擬調制解調電路，所以只需最少量的外圍電路即可工作；支持六種接口模式，包含512byte的EEPROM，數字電路具有TTL/CMOS兩種電壓工作模式。
2.2可變精確時鐘模塊按照前述檢測方法，需要一個調制頻率可變的卡讀寫器，只要改變FM1702的時鐘頻率即可實現。這個任務是可變精確時鐘模塊來完成的。本文采用了基于DDS直接數字頻率合成技術的方案來設計可變精確時鐘。該部分的硬件電路如圖6所示。DDS技術是一種用數字控制信號的相位增量技術，具有頻率分辨率高，穩定性好，可靈活產生多種信號的優點。本文采用DDS專用芯片AD9850，參考時鐘頻率60MHz，產生正弦信號，通過低通濾波器后由其內部的高速比較器產生同頻率的方波，提供給射頻模塊。AD9850采用28腳SSOP表面封裝形式，AD9850內含可編程DDS系統和高速比較器,能實現全數字編程控制的頻率合成。AD9850支持的時鐘輸入最高為125MHz，頻率控制字的位數為32位。該方案對于滿足SIMpass卡步進10KHz的掃描要求綽綽有余。
3結束語
利用本文提出的檢測方法對10片樣片(已知質量和性能)進行測試實驗，固定讀寫距離(小于5mm)，逐步改變讀寫器射頻載波中心頻率，記錄能可靠讀取時的頻率范圍。測試結果如表1所示。Y代表測試通過，N代表未通過測試。實驗結果是3#、6#不能讀取，7#、8#、10#卡諧振頻率稍大，8#不合格。結論與樣片實際吻合。測試結果表明，基于諧振頻率測量的SIMpass卡質量檢測方法可行，且易于低成本實現。
作者：吳寧勝 朱荔 蔣志強 單位：浙江商業職業技術學院 浙江機電職業技術學院