Khi chọn đầu đo cho một phép đo công suất RF, phần lớn bảng chào giá chỉ so ba con số: dải tần, dải công suất và kiểu đầu nối. Ba con số đó đủ để chọn một đầu đo công suất trung bình. Nhưng nếu tín hiệu của bạn là xung radar, burst WLAN hay khe phát của một mạng TDD, thì đầu đo trung bình sẽ trả về một con số đúng — và vô dụng: nó là công suất trung bình theo thời gian, không phải công suất trong lúc máy phát đang bật. Đó là lúc phép đo cần đến một cảm biến công suất đỉnh, chứ không phải một đầu đo trung bình.
Đó là ranh giới giữa hai họ sản phẩm. Bài này nói về phía còn lại của ranh giới: cảm biến công suất đỉnh Keysight N1921A và N1922A, hai model wideband duy nhất Keysight liệt kê trong dòng P-Series. Toàn bộ số liệu kỹ thuật dưới đây lấy từ tài liệu chính hãng: data sheet N1911A/N1912A P-Series Power Meters and N1921A/N1922A Wideband Power Sensors (5989-2471) và technical overview 5989-1049.
Vì sao đầu đo công suất trung bình không thấy được xung?
Đầu đo cặp nhiệt điện đo nhiệt lượng sinh ra trên tải 50 Ω. Vì nhiệt lượng tỉ lệ với công suất bất kể dạng sóng, nó trả về công suất trung bình đúng với mọi tín hiệu — đó chính là lý do nó được dùng làm chuẩn so sánh trong phòng hiệu chuẩn. Chúng tôi đã phân tích riêng nhánh này trong bài Cảm biến công suất nhiệt điện Keysight: chọn N8480 hay U8480 USB?.
Nhưng chính đặc tính “bất kể dạng sóng” đó là giới hạn. Một xung radar có duty cycle 1 % và công suất đỉnh 100 W sẽ cho cùng một số đọc trung bình như sóng mang liên tục 1 W. Muốn biết công suất lúc phát, thời gian sườn lên, độ rộng xung hay tỉ số đỉnh/trung bình, đầu đo phải bám được đường bao của tín hiệu theo thời gian, chứ không chỉ tích phân nó.
Đó là việc của cặp N1921A / N1922A: băng thông video ≥ 30 MHz, băng thông single-shot ≥ 30 MHz, và một bộ máy đo 14 bit lấy mẫu liên tục ở 100 MSa/s. Độ phẳng băng thông được hiệu chỉnh tới 0,1 dB trên toàn dải 30 MHz, nên sai số mà chính bộ lọc của máy đưa vào phép đo tỉ số đỉnh/trung bình được giữ ở mức thấp. Lưu ý phần hiệu chỉnh độ phẳng này áp dụng cho các thiết lập băng thông video Low/Medium/High; riêng thiết lập Off thì không được hiệu chỉnh.
N1921A và N1922A khác nhau ở đâu?
Hai cảm biến công suất đỉnh này dùng chung toàn bộ kiến trúc đo — cùng băng thông video, cùng tốc độ lấy mẫu, cùng dải công suất. Chúng chỉ khác ở trần tần số, và mọi thứ đi kèm trần tần số đó.
| Chỉ tiêu | N1921A | N1922A |
|---|---|---|
| Dải tần | 50 MHz – 18 GHz | 50 MHz – 40 GHz |
| Đầu nối | Type-N (đực) | 2,4 mm (đực) |
| Dải đo | −35 … +20 dBm (≥ 500 MHz) · −30 … +20 dBm (50 – 500 MHz) | |
| Độ chính xác cơ bản (công suất trung bình) | ≤ ± 0,2 dB | ≤ ± 0,3 dB |
| SWR tối đa 50 MHz – 10 GHz | 1,20 | 1,20 |
| SWR tối đa > 26,5 – 40 GHz | — | 1,50 |
| Bất định hiệu chuẩn cảm biến, > 1 – 10 GHz | 4,0 % | 4,4 % |
| Mô-men siết đầu nối (in trên thân máy) | 135 N-cm (12 lb-in) | 90 N-cm (8 lb-in) |
Con số độ chính xác cơ bản chỉ đúng trong điều kiện của nó: mức −15 đến +20 dBm, trung bình hoá 32 lần, chế độ Free Run, và SWR của DUT dưới 1,27 (N1921A) hoặc 1,20 (N1922A) — với N1921A xét trong 0,5 – 10 GHz, với N1922A xét trong 0,5 – 40 GHz. Bỏ điều kiện đi thì con số không còn nghĩa.
Một lưu ý về mức đầu vào: dải đo dừng ở +20 dBm, còn mức đầu vào tối đa là +23 dBm công suất trung bình và +30 dBm đỉnh trong thời gian dưới 1 µs. Hai con số này không thay thế nhau — vượt +20 dBm là ra ngoài dải đo, dù thiết bị chưa hỏng.
Vì sao cảm biến công suất đỉnh này chỉ dùng được với máy đo P-Series?
Đây là ràng buộc quan trọng nhất khi lập dự toán, và nó được in thẳng trên thân cảm biến: “Use with Agilent Technologies P-Series Power Meters only.” Data sheet nói cùng một điều — cảm biến wideband P-Series được thiết kế để dùng với máy đo P-Series, tức N1911A (một kênh) hoặc N1912A (hai kênh). Không có đường vòng bằng firmware hay cáp chuyển.
Nhưng chiều ngược lại thì không đúng, và đây mới là phần đáng tiền. Máy đo P-Series nhận được cả cảm biến dòng 8480, E-Series và N8480 — tổng cộng hơn 30 cảm biến, phủ −70 đến +44 dBm và 9 kHz đến 110 GHz. Cảm biến 8480 và E-Series cần firmware Ax.03.01 trở lên, N8480 cần A.05.00 trở lên, và tất cả đều phải đi qua cáp chuyển của máy đo P-Series — N1917A (1,5 m), N1917B (3 m), N1917C (10 m) hoặc N1917D (1,8 m).
Nói cách khác: cảm biến công suất đỉnh khoá bạn vào máy đo, nhưng máy đo không khoá bạn vào cảm biến. Nếu phòng lab đang có sẵn máy đo P-Series, việc thêm một cảm biến wideband là mở rộng thuần tuý. Nếu đang có sẵn cảm biến N8480 nhưng máy đo là EPM đời cũ, thì bài toán là mua máy đo trước — và khi đã có máy đo P-Series thì cảm biến cũ vẫn dùng tiếp được.
Một điểm nữa hay bị bỏ qua: cảm biến P-Series có hiệu chuẩn nội bộ. Nguồn chuẩn DC và mạch chuyển được tích hợp ngay trong cảm biến, nên bạn zero và hiệu chuẩn trong khi vẫn nối với DUT, không phải tháo ra cắm sang chuẩn 1 mW / 50 MHz trên thân máy. Trong sản xuất, mỗi lần tháo lắp là một lần hao mòn đầu nối và một lần thêm bất định. Chuẩn 1 mW trên máy vẫn còn đó — nhưng để hiệu chuẩn cho cảm biến 8480/E-Series/N8480, không phải cho cảm biến P-Series.
Chọn băng thông video nào khi đo công suất xung?
Máy đo cho phép đặt băng thông video ở bốn mức: Low (5 MHz), Medium (15 MHz), High (30 MHz) và Off. Đây không phải nút “càng cao càng tốt” — nó là một phép đánh đổi có thể tra được bằng số.
Về tốc độ dựng xung: Low cho thời gian lên/xuống dưới 56 ns, Medium dưới 25 ns, High và Off đạt ≤ 13 ns ở dải ≥ 500 MHz. Về nhiễu, hệ số nhân nhiễu mỗi mẫu đi ngược lại: Low 0,45×, Medium 0,75×, Off 1,00× và High 1,10× (số ở dải ≥ 500 MHz). Băng thông rộng dựng xung đúng hơn nhưng đắt hơn về nhiễu. Riêng ở dải ≥ 500 MHz, Off vừa cho thời gian lên bằng High vừa ít nhiễu hơn — lý do chọn High nằm ở phần hiệu chỉnh độ phẳng, không phải ở tốc độ.
Có một chi tiết dễ đọc lướt qua: chỉ thiết lập Off mới là điều kiện của thông số bảo hành ≤ 13 ns và quá xung < 5 %, và Keysight cũng khuyến nghị chính thiết lập này để giảm quá xung khi đo tín hiệu xung. Thời gian lên/xuống được định nghĩa 10 – 90 % trên xung 0 dBm.
Và một cái bẫy thực địa: nếu bạn đặt tuỳ chọn cáp 10 m (option 107) để với tới thiết bị trong buồng đo hay trên rack, phải cộng thêm 5 ns vào thời gian lên và xuống. Cáp 1,5 m là option 105, cáp 3 m là option 106.
13 ns có nghĩa là đo đúng được xung 13 ns không?
Không. Và data sheet nói thẳng điều này, bằng một công thức mà ít bảng so sánh nào chép lại: thời gian lên đọc được là căn bậc hai của tổng bình phương giữa thời gian lên thật của tín hiệu và thời gian lên của chính hệ đo (13 ns).
Hệ quả bằng số rất rõ. Một xung có sườn lên thật 13 ns sẽ được đọc thành 18,4 ns — sai +41 %. Xung 25 ns đọc thành 28,2 ns, sai 12,7 %. Phải tới xung 50 ns thì sai số mới xuống 3,3 %, và tới 100 ns mới xuống dưới 1 %.
Nói cách khác, 13 ns là sàn của hệ đo, không phải xung nhanh nhất đo được đúng. Cùng logic đó, độ rộng xung nhỏ nhất 50 ns được data sheet ghi rõ là mức khuyến nghị để phép đo còn có ý nghĩa và chính xác — nhưng không được bảo hành. Chúng tôi đã bàn kỹ hơn về nhóm sai số này trong bài Phân tích tín hiệu xung: thời gian lên, độ rộng xung và sai số đo.
Sai số khi đo bằng cảm biến công suất đỉnh đến từ đâu?
Data sheet đưa hẳn một ví dụ tính đầy đủ, và kết quả của nó đáng để dán lên tường phòng lab. Với phép đo 1 mW ở 1 GHz bằng N1921A: bất định của máy đo 0,8 %, bất định zero 0,03 %, bất định hiệu chuẩn cảm biến 4,0 %. Cộng theo RSS rồi tính tiếp với sai số phối hợp trở kháng (SWR cảm biến 1,25 và SWR của DUT 1,26), bất định tổng hợp ở k = 1 là 2,23 %, và bất định mở rộng ở k = 2 là ± 4,46 %.
Điều đáng chú ý là tỉ trọng: thành phần lớn nhất không nằm ở máy đo mà ở hiệu chuẩn cảm biến và ở phối hợp trở kháng. Đây là lý do một cảm biến được hiệu chuẩn đúng hạn quan trọng hơn việc nâng cấp máy đo, và cũng là lý do SWR đáng đọc kỹ hơn vẻ ngoài của nó. Cách cộng các thành phần sai số được chúng tôi tách riêng trong bài Bất định đo công suất RF: mismatch, hệ số hiệu chuẩn và cách cộng sai số.
Chu kỳ hiệu chuẩn khuyến nghị theo data sheet là 1 năm. Khi đặt hàng có thể chọn kèm tuỳ chọn N191xA-1A7 — dữ liệu hiệu chuẩn theo ISO 17025 kèm tuân thủ Z540.
Đo được những gì trên một chuỗi xung?
Ngoài công suất đỉnh, công suất nhỏ nhất, công suất trung bình và tỉ số đỉnh/trung bình, máy đo trả về một nhóm thông số thời gian đầy đủ: thời gian lên, thời gian xuống, độ rộng xung, chu kỳ xung, duty cycle, thời gian tới sự kiện dương và âm, tần số lặp xung. Các thông số xung này được dẫn xuất theo chuẩn IEEE Std 181-2003, nên số đọc so sánh được giữa các phòng lab.
Ba khả năng nữa đáng chú ý với người làm sản xuất. Thứ nhất, bốn cổng thời gian độc lập (A1 – A4) trong cùng một thiết lập, cho phép đặt phép đo ở bốn vị trí khác nhau trên cùng một vệt — rất hợp với tín hiệu TDMA nhiều mức. Thứ hai, thống kê CCDF, dùng để kiểm tra xem bộ khuếch đại có bị xén đỉnh hay không. Thứ ba, qua lệnh SCPI có thể đo tự động các thông số thời gian trên một lần bắt tới 10 xung, và tốc độ đọc qua giao tiếp từ xa đạt ≥ 1500 số đọc mỗi giây.
Máy đo có sẵn LAN, USB 2.0 và GPIB, tuân thủ LXI Class-C, và với những phép đo tương đương thì dùng chung tập lệnh SCPI với dòng EPM và EPM-P — nên phần chương trình đo cũ gọi các lệnh đó thường không phải viết lại.
Bài toán nào ở Việt Nam cần đến phép đo này?
Keysight nêu ba nhóm ứng dụng cho dòng này, và cả ba đều đang có mặt ở Việt Nam. Quy mô nền sản xuất điện tử trong nước cũng đang đổi bậc: theo Cục Thống kê (bài đăng 8/1/2026), nhóm máy vi tính, sản phẩm điện tử và linh kiện đạt 107,7 tỷ USD xuất khẩu trong năm 2025, tăng 48,4 % so với 2024 và chiếm 22,7 % tổng kim ngạch xuất khẩu cả nước — lần đầu tiên một nhóm hàng vượt mốc 100 tỷ USD.
Hạ tầng di động. Bộ khuếch đại công suất đa kênh (MCPA) trong trạm gốc cần đo đồng thời công suất đỉnh, công suất trung bình và tỉ số đỉnh/trung bình để xác nhận không vượt giới hạn; dòng P-Series đo được tới sáu sóng mang 3G (5 MHz) trong dải −35 đến +20 dBm. Bối cảnh trong nước đang mở rộng nhanh: theo Cổng thông tin điện tử Bộ Khoa học và Công nghệ (bài đăng 29/3/2026), đến tháng 12/2025 vùng phủ sóng 5G thương mại đạt 91,2 % dân số toàn quốc, riêng Viettel lắp mới 23.500 trạm BTS 5G trong năm 2025 và đặt mục tiêu triển khai thêm 15.000 trạm trong năm 2026.
Radar và hàng không vũ trụ. Với trần 40 GHz, băng thông 30 MHz và thời gian lên ≤ 13 ns, dòng này phủ được phần lớn bài đo radar tần số cao — kiểm tra biên độ và hình dạng xung của khối thu/phát, theo dõi xem công suất xung có suy giảm hay hình dạng xung có đổi theo thời gian. Xem thêm Phân tích tín hiệu radar SAR: băng thông rộng và giải điều chế vector và Đo kiểm radar ô tô và C-V2X cho xe tự hành.
Thiết bị mạng không dây. Vì độ dài burst của WLAN thay đổi theo loại dữ liệu và tốc độ, máy đo có tính năng tự phát hiện xung (auto-pulse detect, Keysight cung cấp qua bản nâng cấp firmware) để bắt được burst dài ngắn khác nhau ngay cả khi chưa biết trước tham số tín hiệu. Đo thời gian lên và biên dạng burst giúp phát hiện các chuyển tiếp công suất gây lỗi tương thích; đo tỉ số đỉnh/trung bình và CCDF giúp xác nhận bộ khuếch đại không bị xén. Với thế hệ mới, xem thêm Đo Wi-Fi 7 (802.11be): giới hạn EVM 4096-QAM và kênh 320 MHz.
Nếu bạn còn đang ở bước trước — chọn giữa các họ công nghệ đầu đo — bài Cảm biến công suất RF: chọn đúng đầu đo cho phép đo chính xác là điểm khởi đầu hợp lý hơn.
Câu hỏi thường gặp
Cảm biến công suất đỉnh N1921A/N1922A có dùng được với máy đo EPM hay N1913A không?
Không. Data sheet ghi rõ cảm biến wideband P-Series chỉ dùng với máy đo P-Series, tức N1911A hoặc N1912A, và dòng chữ này cũng được in trên thân cảm biến. Ngược lại, máy đo P-Series — và cả các máy cùng họ như N1913A cho phép đo công suất trung bình — dùng được cảm biến 8480, E-Series và N8480 thông qua cáp chuyển N1917A/B/C, với điều kiện firmware Ax.03.01 trở lên (8480 và E-Series) hoặc A.05.00 trở lên (N8480).
Nên chọn N1921A hay N1922A?
Quyết định nằm ở trần tần số. N1921A phủ 50 MHz – 18 GHz với đầu nối Type-N; N1922A phủ 50 MHz – 40 GHz với đầu nối 2,4 mm. Hai model có cùng dải đo −35 đến +20 dBm (ở ≥ 500 MHz) và cùng băng thông video 30 MHz, nên nếu bài đo của bạn dừng dưới 18 GHz thì N1921A cho độ chính xác cơ bản nhỉnh hơn (≤ ± 0,2 dB xét trong 0,5 – 10 GHz, so với ≤ ± 0,3 dB xét trong 0,5 – 40 GHz của N1922A; cả hai đều ở mức −15 đến +20 dBm, trung bình hoá 32 lần, chế độ Free Run) và đầu nối Type-N chịu mô-men siết cao hơn (135 N-cm so với 90 N-cm) nên bền hơn khi tháo lắp nhiều.
Cảm biến công suất đỉnh có cần chuẩn 1 mW trên máy đo không?
Không. Cảm biến P-Series có nguồn chuẩn DC và mạch chuyển tích hợp bên trong nên tự zero và tự hiệu chuẩn, thực hiện được ngay khi vẫn đang nối với DUT. Chuẩn 1 mW / 50 MHz trên thân máy vẫn cần cho cảm biến 8480, E-Series và N8480 khi dùng chung máy đo đó.
Thời gian lên ≤ 13 ns có phải là xung nhanh nhất đo được không?
Không, đó là thời gian lên của chính hệ đo. Thời gian lên đọc được bằng căn bậc hai của tổng bình phương giữa xung thật và 13 ns, nên một xung 13 ns sẽ bị đọc thành khoảng 18,4 ns, tức sai khoảng 41 %. Muốn sai số do hệ đo xuống dưới 1 %, sườn xung cần chậm hơn khoảng 100 ns. Ngoài ra, thông số ≤ 13 ns chỉ được bảo hành khi đặt băng thông video ở thiết lập Off và ở dải tần ≥ 500 MHz.
Cần tư vấn cấu hình cho bài đo của bạn?
Techmaster Electronics là nhà phân phối uỷ quyền của Keysight tại Việt Nam và vận hành phòng hiệu chuẩn theo ISO/IEC 17025, nên có thể hỗ trợ cả khâu chọn cấu hình lẫn khâu duy trì hiệu chuẩn định kỳ cho cảm biến và máy đo. Xem thêm dịch vụ hiệu chuẩn theo ISO/IEC 17025, hoặc chi tiết cảm biến công suất đỉnh N1921A và cảm biến công suất đỉnh N1922A, hoặc toàn bộ danh mục thiết bị đo Keysight.
Để được tư vấn cấu hình theo đúng dải tần, mức công suất và dạng tín hiệu của bạn, hãy liên hệ Techmaster.
