Ảnh bìa: PNA-X N5245B trên nền đồ hoạ Techmaster (ảnh minh họa: Techmaster)
Khi chọn máy phân tích mạng PNA, phần lớn hồ sơ kỹ thuật ở Việt Nam bắt đầu và kết thúc ở một con số: trần tần số. Cần đo tới 43,5 GHz thì lọc theo 43,5 GHz, rồi so giá. Vấn đề là ở đúng mốc 43,5 GHz, Keysight bán ba máy hoàn toàn khác nhau — N5234B thuộc dòng PNA-L, N5224B thuộc dòng PNA và N5244B thuộc dòng PNA-X. Ba mức đầu tư rất khác nhau cho cùng một con số trên tiêu đề.
Bài viết này đi qua điều thật sự phân biệt ba dòng: số nguồn tín hiệu nội bộ, bộ thu nhiễu thấp tích hợp và danh mục tuỳ chọn test set. Mọi con số bên dưới lấy từ tài liệu Technical Specifications của chính từng dòng máy và từ trang sản phẩm Keysight, không suy diễn chéo giữa các dòng. Nếu bạn còn đang ở bước trước đó, bài máy phân tích mạng vector là gì và cách chọn VNA cho phòng lab giải thích nền tảng tham số S trước khi bước vào phân hạng.
Vì sao trần tần số không phân biệt được PNA-L, PNA và PNA-X?
Hãy nhìn thẳng vào danh mục đang bán. Ở 43,5 GHz có N5234B (PNA-L), N5224B (PNA) và N5244B (PNA-X). Ở 13,5 GHz có N5231B (PNA-L), N5221B (PNA) và N5241B (PNA-X); ở 8,5 GHz có N5239B (PNA-L) và N5249B (PNA-X). Ở 50 GHz có N5235B (PNA-L), N5225B (PNA) và N5245B (PNA-X). Ở 67 GHz có N5227B (PNA) và N5247B (PNA-X). Nói cách khác, gần như mọi trần tần số quan trọng đều tồn tại ở nhiều hơn một dòng.
Điều thay đổi giữa chúng nằm ở kiến trúc phần cứng bên trong. Trang sản phẩm Keysight liệt kê cho mỗi model bốn thuộc tính giống nhau, và chính bốn thuộc tính đó mới là ranh giới thật:
- PNA-L — tối đa 1 nguồn nội bộ, 0 bộ thu nhiễu thấp.
- PNA — tối đa 2 nguồn nội bộ, 0 bộ thu nhiễu thấp.
- PNA-X — tối đa 3 nguồn nội bộ, 1 bộ thu nhiễu thấp.
Một nguồn thì chỉ kích thích được DUT theo một hướng tại một thời điểm. Hai nguồn cho phép cấp đồng thời tín hiệu RF và LO — điều kiện tối thiểu để đo bộ trộn tần và bộ đổi tần. Ba nguồn cộng thêm bộ combiner mở ra các phép đo hai âm như méo xuyên điều chế (IMD). Đó là lý do vì sao câu hỏi đúng không phải “tôi cần bao nhiêu GHz”, mà là “tôi cần bao nhiêu tín hiệu chạy đồng thời vào DUT”.
PNA N5224B — nhãn máy ghi “10 MHz-43.5 GHz”, đúng bằng dải tần nền trong tài liệu đặc tả (ảnh minh họa: Techmaster)
Keysight đã xếp lại danh mục VNA để bàn như thế nào?
Nếu bạn tìm lại đường dẫn cũ pna-network-analyzers trên keysight.com, trình duyệt sẽ chuyển hướng sang một trang mới có tên Expert Vector Network Analyzers. Trang danh mục VNA của Keysight nói thẳng: “Keysight offers three performance grades of benchtop vector network analyzers (VNA) — Essential, Expert, and Pro”. Ba bậc đó đi kèm mã lớp phần cứng, và mỗi dòng PNA rơi vào đúng một bậc.
Đáng chú ý hơn, chính Keysight cũng hướng dẫn chọn máy theo đúng trục mà bài này đang bàn: “Select the VNA you need based on the number of sources, integrated low-noise receivers, maximum frequency, and more” — số nguồn và bộ thu nhiễu thấp đứng trước tần số, không phải sau.
Trang Expert ghi rõ: bậc Expert gồm hai lớp, XN5-class có ENA-X, PNA-L và E5080B ENA; XN7-class có PNA. Trang Pro ghi: XN8-class gồm PNA-X từ N5241B đến N5249B và bản PNA-X Pro. Tiêu đề của từng trang sản phẩm cũng nói đúng điều đó — trang N5232B mang tên “Expert Vector Network Analyzers: N5232B”, còn trang N5245B mang tên “Pro Vector Network Analyzers: N5245B”.
Hệ quả thực tế cho người mua Việt Nam: PNA-L và PNA nằm cùng một bậc Expert nhưng khác lớp phần cứng, còn PNA-X là bậc Pro riêng. Khi đối tác báo giá “máy bậc Expert”, câu hỏi tiếp theo bắt buộc phải là XN5 hay XN7 — vì đó chính là ranh giới một nguồn hay hai nguồn. Bỏ qua chi tiết này là cách nhanh nhất để chọn máy phân tích mạng PNA sai hạng.
PNA-L làm được gì và dừng lại ở đâu?
PNA-L là điểm vào của họ PNA. Danh mục tuỳ chọn test set trong tài liệu đặc tả của N5239B, N5231B và N5232B chỉ gồm bốn mã: 200 và 216 dưới tiêu đề “2-Port, All Models”, rồi 400 và 416 dưới tiêu đề “4-Port N5231B or N5232B”. Nghĩa là ngay ở đầu dưới của dòng, N5239B (8,5 GHz) cũng chỉ có bản hai cổng. Hai mã 216 và 416 chỉ thêm jumper mặt trước và bộ suy hao nguồn để mở rộng dải công suất.
Danh mục đó là toàn bộ. Không có nguồn nội bộ thứ hai, không có combiner, không có bias-tee, không có tuỳ chọn đo hệ số nhiễu. PNA-L được thiết kế cho phép đo tham số S của linh kiện thụ động: bộ lọc, cáp, đầu nối, anten, mạng phối hợp trở kháng — và làm việc đó với dải động rất tốt.
Có một giới hạn dễ bỏ sót ở đầu trên của dòng này. Với N5234B (43,5 GHz) và N5235B (50 GHz), danh mục tuỳ chọn trong tài liệu đặc tả chỉ còn 200 và 216 — nghĩa là không tồn tại bản bốn cổng. Nếu kế hoạch của bạn có đo vi sai hoặc linh kiện cân bằng ở dải mm-wave, PNA-L đã bị loại ngay từ vòng này, bất kể trần tần số có đủ hay không.
Cũng ở hai model này có một điểm vênh đáng lưu ý giữa hai nguồn của chính Keysight: dòng thuộc tính theo lớp XN5 trên trang sản phẩm ghi tần số nhỏ nhất là 300 kHz, trong khi phần mô tả model ngay bên cạnh và bảng dải tần trong tài liệu đặc tả đều ghi 10 MHz. Khi hai nguồn vênh nhau, hãy lấy tài liệu Technical Specifications của đúng model làm chuẩn.
PNA-L N5232B bản bốn cổng, dải 300 kHz – 20 GHz (ảnh minh họa: Techmaster)
PNA thêm được gì so với PNA-L?
Dòng PNA giữ nguyên triết lý đo tham số S nhưng mở rộng phần cứng theo ba hướng.
Thứ nhất là nguồn thứ hai. Tài liệu đặc tả của N5227B nói điều này gọn nhất: chỉ có hai cấu hình, Option 210 — 2-port, single source và Option 410 — 4-port, dual source, cả hai đều ở “metrology configuration”. Nguồn thứ hai đi kèm test set bốn cổng, không phải một mã tuỳ chọn mua rời. Cần nói rõ phạm vi: đây là điều tài liệu N5227B ghi thẳng, và trang sản phẩm Keysight ghi tối đa 2 nguồn cho cả dòng PNA — nhưng danh mục tuỳ chọn của N5221B, N5222B và N5224B không mô tả nguồn thứ hai ở bất kỳ mã nào, nên hãy xác nhận cấu hình nguồn với Keysight trước khi chốt. Điều chắc chắn: bạn không thể đặt một PNA hai cổng rồi “gắn thêm nguồn” về sau.
Thứ hai là bias-tee. Trên N5224B, các tuỳ chọn 219 và 419 bổ sung bias-tee vào test set, cho phép cấp nguồn DC cho DUT tích cực ngay qua cổng đo thay vì dựng thêm mạch ngoài.
Thứ ba là mở rộng dải tần xuống thấp (LFE) qua các mã 205, 220, 405 và 420. Đây cũng là nguồn gốc của con số “900 Hz” trên trang sản phẩm — và là cái bẫy đầu tiên trong phần tiếp theo.
PNA-X mở khoá những phép đo nào?
PNA-X là nơi kiến trúc thay đổi về chất. Danh mục tuỳ chọn của N5245B mô tả rõ từng bậc: 201 và 401 là test set tiêu chuẩn (riêng 401 đã có nguồn nội bộ thứ hai); 217/417 thêm bộ suy hao nguồn và bộ thu; 219/419 thêm bias-tee; còn 222, 224, 422 và 423 là nhóm duy nhất bổ sung một combiner và các chuyển mạch cơ khí — 222 và 224 đồng thời mang nguồn nội bộ thứ hai vào bản hai cổng, trong khi các mã bốn cổng 401, 417 và 419 vốn đã có nguồn thứ hai. Riêng tuỳ chọn 425 là test set bốn cổng cấu hình được, kèm combiner và mở rộng tần số thấp. Ở đây có một chi tiết rất dễ đọc nhầm: tài liệu N5244B/N5245B ghi 425 là “N5245B only”, nhưng câu đó chỉ có phạm vi trong chính tài liệu đó. Tài liệu N5241B/N5242B/N5249B cũng liệt kê Option 425 (và Option 205 cho bản hai cổng), kèm dòng đặc tả “N5242B Frequency Range (Option 425) 900 Hz to 26.5 GHz”. Nói cách khác, mốc 900 Hz trên PNA-X mở ra ở cả N5242B lẫn N5245B.
Chính nhóm 22x/42x mới là thứ biến máy thành một hệ đo tích hợp: đo nén khuếch đại và méo xuyên điều chế IMD, đo bộ trộn tần và bộ đổi tần, và — với tuỳ chọn 029 — đo hệ số nhiễu bằng bộ thu nhiễu thấp tích hợp. Điều kiện đi kèm của tuỳ chọn 029 khác nhau theo model: tài liệu N5244B/N5245B ghi “requires one of Option 22x or 42x”, còn tài liệu N5241B/N5242B/N5249B ghi “requires option 219, 222, 224, 419, 422, or 423” — trong đó 219 và 419 không có combiner.
Nói cách khác, một PNA-X cấu hình 201 hoặc 401 vẫn là PNA-X trên giấy tờ — 401 thậm chí đã có nguồn thứ hai — nhưng thiếu combiner nên chưa mở được các phép đo hai âm mà người ta bỏ tiền mua PNA-X để làm.
Ba dòng khác nhau ở đâu, đặt cạnh nhau?
Bảng dưới đây tổng hợp toàn bộ so sánh ở dạng văn bản để tiện tra cứu và trích dẫn.
| Tiêu chí | PNA-L (Expert · XN5) | PNA (Expert · XN7) | PNA-X (Pro · XN8) |
|---|---|---|---|
| Nguồn nội bộ tối đa | 1 | 2 | 3 |
| Bộ thu nhiễu thấp tích hợp | 0 | 0 | 1 — trang sản phẩm ghi 1 bộ thu tích hợp; phần cứng đo hệ số nhiễu là tuỳ chọn 029 phải đặt riêng |
| Model bán tại Techmaster | N5239B, N5231B, N5232B, N5234B, N5235B | N5221B, N5222B, N5224B | N5249B, N5241B, N5242B, N5245B, N5247B |
| Trần tần số | 8,5 / 13,5 / 20 / 43,5 / 50 GHz | 13,5 / 26,5 / 43,5 GHz (67 GHz với N5227B) | 8,5 / 13,5 / 26,5 / 43,5 / 50 / 67 GHz |
| Số cổng dựng sẵn | Chỉ N5231B và N5232B có bản 4 cổng; N5239B, N5234B và N5235B chỉ có 2 | 2 hoặc 4 | 2 hoặc 4 |
| Tuỳ chọn test set | 200, 216, 400, 416 (hết danh mục) | 200, 201, 217, 219, 400, 401, 417, 419 + LFE 205, 220, 405, 420 (N5224B/N5225B; riêng N5227B chỉ có 210 và 410) | 201, 217, 219, 222, 224, 401, 417, 419, 422, 423, 425 + 029 |
| Phép đo điển hình | Tham số S linh kiện thụ động | Thêm DUT tích cực có cấp nguồn, mở rộng tần số thấp | Thêm mixer, méo xuyên điều chế IMD, nén khuếch đại, hệ số nhiễu |
| Điều kiện đặc tả | Giống nhau ở cả ba dòng: 25 °C ±5 °C và 90 phút sau khi bật máy | ||
Tổng hợp từ tài liệu Keysight Technical Specifications 9018-04392, 9018-04412, 9018-03959, 9018-04171, N5227-90011, 9018-04523 và N5241B-42B-49B (đồ hoạ: Techmaster)
Chọn máy phân tích mạng PNA: bốn cái bẫy khi đọc thông số là gì?
Bốn điểm dưới đây đều nằm trong tài liệu chính thức của Keysight, nhưng ở phần chú thích và danh mục tuỳ chọn chứ không ở dòng tiêu đề — nên rất dễ trượt khỏi bảng so sánh nội bộ. Đây cũng là bốn chỗ khiến việc chọn máy phân tích mạng PNA đi chệch nhiều nhất trong thực tế.
Bẫy 1 — con số “900 Hz” không phải của máy nền. Trang sản phẩm ghi tần số nhỏ nhất 900 Hz, nhưng bảng dải tần trong tài liệu đặc tả ghi máy nền là 10 MHz. Mốc 900 Hz chỉ xuất hiện khi có phần cứng mở rộng tần số thấp: mã 205, 220, 405 và 420 trên dòng PNA; mã 205 (hai cổng) và 425 (bốn cổng) trên dòng PNA-X. Tài liệu đặc tả ghi 900 Hz cho N5224B/N5225B khi lắp LFE, cho N5242B với Option 425 và cho N5245B với Option 425. Nhãn in trên chính mặt máy cũng ghi “N5224B 10 MHz-43.5 GHz” và “N5245B 10 MHz-50 GHz”. Dải 500 Hz – 900 Hz chỉ là giá trị typical, không nằm trong cam kết bảo hành.
Bẫy 2 — chỉ hai model PNA-L có bản bốn cổng. Tài liệu đặc tả xếp 400 và 416 dưới tiêu đề “4-Port N5231B or N5232B”; N5239B, N5234B và N5235B chỉ có 200 và 216. Đây là giới hạn danh mục, không phải giới hạn ngân sách, nên không có cách nào lách.
Bẫy 3 — hệ số nhiễu không đi kèm PNA-X. Tuỳ chọn 029 luôn đòi một test set cụ thể, và danh sách đó khác nhau theo model: với N5244B/N5245B tài liệu ghi “requires one of Option 22x or 42x”; với N5241B, N5242B và N5249B tài liệu ghi “requires option 219, 222, 224, 419, 422, or 423”. Trong mọi trường hợp, cấu hình 201 hoặc 401 đều không đủ — bổ sung 029 sau này đồng nghĩa với thay test set.
Bẫy 4 — mở rộng tần số thấp lấy bớt dải động từ 100 MHz trở xuống. Trên N5224B/N5225B, dải động hệ thống tại cổng đo (đặc tả, cổng 1 và 3) ở dải 10 – 50 MHz là 86 dB với cấu hình 217/417/219/419 — tức cùng loại test set nhưng không có phần cứng LFE — trong khi chỉ còn 80 dB với 205/405 và 79 dB với 220/420. Ở dải 50 – 100 MHz, con số tương ứng là 102 dB so với 98 dB. Keysight ghi thêm một chú thích riêng: với 205/405 đã lắp nhưng LFE tắt, mức chênh này chỉ áp dụng cho tần số từ 100 MHz trở xuống. Nếu phép đo chính của bạn nằm ở vài chục MHz, cấu hình không LFE cho kết quả tốt hơn.
| Dải tần | Tuỳ chọn 217/417/219/419 (không LFE) | Tuỳ chọn 205/405 | Tuỳ chọn 220/420 |
|---|---|---|---|
| 10 – 50 MHz | 86 dB | 80 dB | 79 dB |
| 50 – 100 MHz | 102 dB | 98 dB | 98 dB |
Tổng hợp từ tài liệu Keysight Technical Specifications 9018-04392, 9018-04412, 9018-03959, 9018-04171, N5227-90011, 9018-04523 và N5241B-42B-49B (đồ hoạ: Techmaster)
Có nên chọn PNA-X vì dải động không?
Không — và đây là chỗ trực giác đánh lừa nhiều nhất.
Lấy ba con số đặc tả về dải động hệ thống tại cổng đo (hai con số của PNA và PNA-X là cho cổng 1 và 3): N5224B với tuỳ chọn 217/417/219/419 đạt 135 dB ở dải 3,2 – 10 GHz; N5245B với tuỳ chọn 21x/41x đạt 130 dB ở cùng dải; N5232B với tuỳ chọn 200 đạt 133 dB ở dải 2 – 6 GHz.
Cần nói rõ: ba số này đến từ ba tài liệu khác nhau, ba model khác nhau với ba bộ tuỳ chọn khác nhau và biên dải tần không trùng nhau — nên đây không phải một phép so sánh cùng điều kiện, và không nên dùng để xếp hạng. Thêm nữa, con số của N5245B được đo ở High Power Mode theo chú thích của bảng, còn bảng của PNA-L không tách theo cặp cổng 1/3 và 2/4 như hai tài liệu kia. Điều nó cho thấy chỉ là một mệnh đề phủ định, nhưng là mệnh đề quan trọng: PNA-X không thắng ở trục dải động. Bạn trả tiền cho PNA-X để có nguồn tích hợp, combiner và bộ thu nhiễu thấp, không phải để nhìn sâu hơn xuống nền nhiễu. Nếu bài toán của bạn thuần tuý là đo suy hao lớn của linh kiện thụ động, hãy đọc thêm dải động VNA đến từ đâu và mất ở đâu trước khi kết luận.
Cấu hình phòng lab tại Việt Nam cần lưu ý gì?
Có một dòng giống hệt nhau trong cả bảy tài liệu Technical Specifications của PNA-L, PNA và PNA-X: đặc tả và đặc trưng chỉ áp dụng trong dải 25 °C ±5 °C và sau 90 phút kể từ khi bật máy. Chúng tôi kiểm tra từng tài liệu một, không suy ra từ một tài liệu duy nhất.
Với khí hậu Việt Nam, hai hệ quả rất cụ thể. Thứ nhất, phòng đo phải giữ được 20 – 30 °C ổn định, kể cả khi điều hoà nghỉ ngoài giờ — nếu không, số liệu tham số S nằm ngoài phạm vi mà Keysight cam kết. Thứ hai, quy trình đo cần một cửa sổ sấy máy 90 phút trước phép đo đầu ngày; đây là chi phí thời gian có thật khi lập kế hoạch sản xuất hoặc lịch hiệu chuẩn.
Bên cạnh nhiệt độ, hãy tính cả bộ chuẩn hiệu chuẩn vào ngân sách ngay từ đầu. Bài hiệu chuẩn ECal cho VNA phân tích phần này, còn nếu phép đo của bạn vượt lên dải mm-wave thì giới hạn của VNA đồng trục và bộ mở rộng tần số là bước tiếp theo cần đọc.
Khi nào chưa cần đến họ PNA?
Không phải phòng lab nào cũng cần bước lên PNA. Trang Expert của Keysight xếp E5080B ENA cùng lớp XN5-class với PNA-L, và ENA có trần tần số tới 53 GHz — nghĩa là ở nhiều bài toán, ENA nằm đúng cùng hạng năng lực. Bài so sánh cấu hình E5080B ENA giúp cân nhắc hướng này, còn với ngân sách nhỏ hơn và dải tần thấp hơn thì các cấu hình E5061B thường là điểm bắt đầu hợp lý.
Nguyên tắc chọn có thể rút gọn thành ba câu hỏi, theo đúng thứ tự:
- DUT của bạn là thụ động hay tích cực? Thụ động thuần tuý — PNA-L đủ. Tích cực cần cấp nguồn — bắt đầu nhìn sang PNA.
- Có phép đo nào cần hai tín hiệu vào DUT cùng lúc không? Mixer, bộ đổi tần, IMD — nếu có, bạn cần nhóm test set 22x/42x của PNA-X.
- Có cần đo hệ số nhiễu trên cùng một lần đấu nối không? Nếu có, đó là tuỳ chọn 029 — và hãy tra đúng danh sách test set bắt buộc trong tài liệu đặc tả của chính model bạn đang xét.
Chỉ khi ba câu hỏi này đã có câu trả lời thì con số GHz mới nên bước vào bảng tính.
Câu hỏi thường gặp
Chọn máy phân tích mạng PNA: PNA-L và PNA-X khác nhau cơ bản ở điểm nào?
Ở số nguồn tín hiệu nội bộ và bộ thu nhiễu thấp. Theo trang sản phẩm Keysight, PNA-L có tối đa 1 nguồn nội bộ và 0 bộ thu nhiễu thấp tích hợp, còn PNA-X có tối đa 3 nguồn và 1 bộ thu nhiễu thấp. Danh mục tuỳ chọn test set của PNA-L chỉ gồm 200, 216, 400 và 416 — không có nguồn thứ hai, combiner hay bias-tee — trong khi PNA-X có thêm nhóm 222, 224, 422, 423 và tuỳ chọn 425.
Máy PNA có đo được tới 900 Hz không?
Chỉ khi đặt đúng tuỳ chọn. Bảng dải tần trong tài liệu đặc tả ghi N5224B và N5225B có dải nền là 10 MHz đến 43,5 / 50 GHz; mốc 900 Hz thuộc về các tuỳ chọn mở rộng tần số thấp 205, 220, 405 và 420. Trên PNA-X, mốc 900 Hz đến từ Option 425 — tài liệu ghi 900 Hz đến 26,5 GHz cho N5242B và 900 Hz đến 50 GHz cho N5245B. Dải 500 Hz – 900 Hz là giá trị typical, không được bảo hành.
Vì sao PNA-L 50 GHz lại không có bản bốn cổng?
Vì danh mục tuỳ chọn của N5234B và N5235B trong tài liệu Technical Specifications chỉ gồm hai mã: Option 200 (test set hai cổng tiêu chuẩn) và Option 216 (thêm jumper mặt trước và bộ suy hao nguồn). Không có mã 400 hay 416 cho hai model này, nên bản bốn cổng không tồn tại ở dải 43,5 và 50 GHz của dòng PNA-L.
Phòng đo cần điều kiện nhiệt độ nào để đạt đặc tả của PNA?
Cả bảy tài liệu Technical Specifications của PNA-L, PNA và PNA-X đều ghi cùng một điều kiện: đặc tả và đặc trưng áp dụng trong dải 25 °C ±5 °C, tức 20 – 30 °C, và sau 90 phút kể từ khi bật máy. Ngoài cửa sổ này, số liệu đo không còn nằm trong phạm vi Keysight cam kết.
Cần tư vấn cấu hình PNA cho bài toán của bạn?
Nếu bạn đang chọn máy phân tích mạng PNA cho một dự án cụ thể, Techmaster Electronics là nhà phân phối uỷ quyền Keysight tại Việt Nam, cung cấp đầy đủ ba dòng PNA-L, PNA và PNA-X, cùng bộ chuẩn hiệu chuẩn, phụ kiện đo và đào tạo vận hành. Xem thêm toàn bộ danh mục thiết bị Keysight hoặc liên hệ Techmaster để được rà soát danh mục tuỳ chọn test set trước khi chốt cấu hình — đây là bước tiết kiệm chi phí lớn nhất trong cả dự án.
Nguồn tham khảo
- Keysight — Vector Network Analyzers (ba bậc Essential, Expert, Pro)
- Keysight — Expert Vector Network Analyzers (XN5-class và XN7-class)
- Keysight — Pro Vector Network Analyzers (XN8-class)
- Keysight 9018-04392 — PNA-L N5239B/N5231B/N5232B Technical Specifications (PDF)
- Keysight 9018-04171 — PNA N5224B/N5225B Technical Specifications (PDF)
- Keysight 9018-04523 — PNA-X N5244B/N5245B Technical Specifications (PDF)
