引言

　　RFID標簽芯片的靈敏度是芯片剛剛被激活所需的最小能量。靈敏度是標簽芯片最重要的性能指標，它的大小直接影響RFID標簽的性能，例如標簽 讀/寫距離等。因此標簽芯片靈敏度準確測試是芯片測試的重要內容之一。在某一頻段內，絕大多數芯片廠商僅僅給出芯片一個靈敏度值，而沒有標識出芯片靈敏度 隨頻率的變化情況。利用本文所描述的靈敏度測試方法測試芯片的靈敏度，可以獲得芯片在800～1000MHz頻段內的靈敏度變化曲線，對于實際應用更有參 考價值。準確測試芯片靈敏度隨著頻率的變化情況對于芯片開發人員和芯片的實際應用都具有重要的意義。

　　1 芯片靈敏度測試原理

　　將經過封裝的芯片引腳焊接到阻抗為50 Ω的SMA連接器，將SMA頭通過特征阻抗為50 Ω的同軸線連接到矢量網絡分析儀或者RFID標簽測試儀的輸出口，不需要進行特殊的匹配電路。測試設備需要標簽測試儀和矢量網絡分析儀。

　　標簽測試儀可采用Voyantic公司研發的Tagformance標簽測試儀，該測試儀是帶有一個輸入天線和輸出天線接口的專用RFID讀寫器。天線接口中一個用來向標簽傳輸信號，另一個接收標簽的反向散射信號，軟件會對該信號進行分析，其內部結構如圖1所示。從圖1可以看出，標簽測試儀的內部結構相當于一個輸出頻率、功率可調可標定，接收信號可解調可解碼的寬頻帶RFID讀寫器。實際測試時，為了使得讀數方便，在RFID標簽測試儀的衰減器輸出端口再串接一個20 dB衰減器，然后用同軸線將衰減器和裝有芯片的SMA頭相連。利用標簽測試儀可以掃描出芯片在不匹配的情況下，芯片正常工作所需要的最小工作能量Pmin隨頻率的變化情況。

　　測試所用的矢量網絡分析儀為E5071型，使用之前采用85033E校準頭進行校準。實際測試時，將矢量網絡分析儀的輸出口和安裝有芯片的 SMA頭用特征阻抗為50 Ω的同軸線相連。在測試頻點上，將矢量網絡分析儀的輸出能量設置為由標簽測試儀(在不匹配狀態下)測得的芯片的最低功耗Pmin，從網絡分析儀上讀取反射 系數，依此類推，可以得到芯片在不同頻率下的反射系數Γ。

　　從以上分析可以知道，任何時候，安裝有芯片的SMA連接器只有2種接法，或者連接到標簽測試儀，或者連接到矢量網絡分析儀，如圖2所示。RFID測試儀和矢量網絡分析儀的輸出阻抗均為Z0=50Ω。

　　測試過程中，矢量網絡分析儀能量設置為某一頻率下的最小功耗Pmin(由標簽測試儀獲取的標簽芯片最小可工作功率)。芯片工作在最小功耗下，由 于安裝芯片的SMA頭和同軸線的損耗可以忽略不計，因此，所有輸入的能量或者被芯片吸收，或者全部被反射回來。由于傳輸線與標簽芯片失配，標簽芯片所接收 的能量可以通過式(1)計算，即可以得到芯片的能量靈敏度。

　　Pth=PminTtag=Pmin(1-|Γtag|2) (1)

　　式中：Ttag是能量傳輸系數;|Γtag|2是能量反射系數，1-|Γtag|2即為能量傳輸系數Ttag;Pmin為利用標簽測試儀測得的 某一個頻率下芯片的最低功耗;Pth為芯片的能量靈敏度。實際測試中，利用標簽測試儀測得芯片的最低功耗Pmin，將矢量網絡分析儀的能量設置為 Pmin，測試芯片的反射系數Γ的值，代入式(1)即可得到芯片的靈敏度。

　　2 芯片靈敏度測試結果

　　圖3將安裝有NXP_G2XM芯片的SMA頭通過同軸線連接到標簽測試儀衰減器的輸出端口，掃描芯片工作所需的最低功耗Pmin隨頻率變化的情 況。從圖中可以看出，在標簽芯片和傳輸線不匹配的情況下，直接得到芯片功耗隨頻率變化掃描出的曲線。在800～1 000 MHz頻段內，每隔10 MHz采集一個功耗值，由于測試時在標簽測試儀的輸出口串接20 dB衰減器，因此實際功耗值如圖4所示。