Mua máy phân tích phổ là chuyện dễ; đọc đúng con số mới là phần khó. Keysight N9322C phủ dải 9 kHz đến 7 GHz, có bộ lọc phân giải 10 Hz đến 3 MHz và sai số biên độ tuyệt đối tổng ±0,60 dB trong dải 100 kHz – 3 GHz. Bài này đi qua các phép đo thực tế của một máy phân tích phổ cơ bản (BSA) và kỹ thuật đặt máy: chọn RBW, đặt suy hao, khi nào nền nhiễu của chính máy thành giới hạn. Số liệu dẫn từ data sheet 5991-1167EN.
Keysight N9322C làm được những phép đo nào
Các phép đo dưới đây chạy trên cùng phần cứng máy phân tích phổ cơ bản Keysight N9322C, chỉ khác tùy chọn kích hoạt:
- Đo công suất một nút (PowerSuite): công suất kênh, băng thông chiếm dụng (OBW), công suất kênh lân cận (ACPR), mặt nạ phổ phát (SEM).
- Tiền kiểm EMI: Option EMC thêm băng thông CISPR 200 Hz, 9 kHz, 120 kHz, 1 MHz và bộ tách sóng quasi-peak.
- Truyền đạt và phản xạ: Option TG7 cấp bộ tạo tín hiệu bám 5 MHz – 7 GHz; Option RM7 thêm return loss, VSWR, định vị lỗi cáp.
- Giải điều chế và giám sát: Option AMA cho AM/FM, DMA cho ASK/FSK, MNT cho spectrogram, SCN quét tối đa 20 kênh.
Đặt suy hao và RBW trước khi đọc con số
Bộ suy hao đầu vào có dải 0 – 50 dB, bước 1 dB. Mức tại bộ trộn bằng công suất vào trừ suy hao — đó mới là đại lượng quyết định méo. Tiền khuếch đại tắt, điểm nén 1 dB là +7 dBm nominal (500 MHz – 7 GHz); mức gây hỏng +33 dBm khi suy hao từ 20 dB. Hạ suy hao để thấy tín hiệu nhỏ hơn cũng là đẩy mức trộn lên cao, và méo do chính máy sinh ra sẽ mọc lên trong phổ. Cách phân biệt: tăng suy hao thêm 10 dB, đỉnh nào tụt theo là đỉnh do máy tạo ra.
RBW là núm thứ hai, chọn từ 10 Hz đến 3 MHz theo dãy 1-3-10, sai số ±5% nominal. Hạ RBW mười lần thì nền nhiễu giảm khoảng 10 dB nhưng thời gian quét tăng khoảng một trăm lần; dải thời gian quét là 2 ms đến 1000 s, nên rất dễ biến một phép quét thành vài phút chờ. Khi RBW đặt ở 30 kHz hoặc thấp hơn, máy cho bật chế độ FFT. Chi tiết hay bị bỏ sót: quy tắc quét đặt ở Speed thay vì Accuracy cộng thêm ±0,3 dB vào sai số biên độ.
Đo công suất kênh, ACPR và băng thông chiếm dụng
Ba phép đo này nằm trong PowerSuite, bấm một nút là chạy, nhưng kết quả phụ thuộc bộ tách sóng. Tín hiệu điều chế cần tách sóng trung bình theo RMS; tách sóng đỉnh sẽ đọc cao hơn công suất thực. Máy gán được bốn bộ tách sóng cho bốn vệt trong một lần quét, nên so được đỉnh với trung bình.
ACPR cấu hình được tối đa sáu cặp kênh lân cận; OBW trả về dải tần chứa tỉ lệ công suất tổng đã đặt. Với SEM, hình dạng mặt nạ đến từ tiêu chuẩn chứ không phải từ máy — cách đặt các đoạn mặt nạ xem bài mặt nạ phổ phát và công suất kênh lân cận. Lặp một chuỗi cài đặt cho cả lô hàng thì Option TPN gói tối đa 20 tác vụ vào một tệp .TPN.
Tiền kiểm EMI bằng đầu dò trường gần
Trước khi gửi mẫu đi thử nghiệm hợp chuẩn, cần tìm nguồn phát xạ trên bo mạch. Bộ đầu dò N9311X-100 gồm bốn đầu dò trường H, rà dọc đường mạch và cuộn cảm để khoanh vùng điểm bức xạ mạnh nhất; kỹ thuật rà xem bài chẩn đoán bằng đầu dò trường gần EMI. Đây là phép đo tương đối, không thay phép đo trong buồng.
Muốn tiến gần quy trình hợp chuẩn thì cần Option EMC. Quasi-peak có hằng số thời gian nạp và xả riêng nên quét chậm hơn hẳn tách sóng đỉnh; vì vậy làm hai bước: quét nhanh bằng tách sóng đỉnh để lọc tần số đáng ngờ, rồi đo lại riêng các tần số đó.
Săn hài và tín hiệu giả: ngưỡng mà máy phân tích phổ Keysight nhìn thấy
Mọi máy phân tích phổ Keysight đều có hai giới hạn đối nghịch: nền nhiễu phía dưới, méo do chính máy sinh ra phía trên. Với N9322C, tiền khuếch đại tắt và RBW 10 Hz, DANL dải 500 MHz – 2,5 GHz là −131 dBm, điển hình −135 dBm. Bật Option P07 (tiền khuếch đại 9 kHz – 7 GHz, 25 dB nominal), cùng dải đó xuống −149 dBm, điển hình −152 dBm. Con số −152 dBm hay gặp trong tài liệu quảng bá là giá trị điển hình ở điều kiện này, không phải mức của máy cấu hình cơ bản.
Ở phía trên, TOI là +11 dBm (điển hình +15 dBm) trong dải 300 MHz – 7 GHz. Méo hài bậc hai nhỏ hơn −65 dBc (50 MHz – 3 GHz) và −70 dBc (3 – 7 GHz); đáp ứng dư nhỏ hơn −90 dBm; tín hiệu giả liên quan đầu vào nhỏ hơn −75 dBc. Tìm một hài ở mức −70 dBc mà không đối chiếu các con số này thì rất dễ báo lỗi oan.
Đo suy hao cáp, bộ lọc và ăng-ten bằng Option TG7
Option TG7 cấp bộ tạo tín hiệu bám 5 MHz – 7 GHz, mức ra −20 đến 0 dBm bước 1 dB, độ phẳng ±2 dB nominal. Ghép với đầu vào RF, đây là phép đo truyền đạt vô hướng: suy hao xen của cáp, dải thông và độ dốc sườn bộ lọc, hệ số khuếch đại. Phải chuẩn hóa đường truyền trước, nếu không suy hao của sợi cáp nối sẽ cộng vào kết quả.
Option RM7 (yêu cầu TG7) thêm nhánh phản xạ: return loss 0 – 60 dB, VSWR 1 – 65, suy hao xen 0 – 30 dB và định vị lỗi cáp; quét toàn dải mất khoảng 2 giây với 461 điểm. Độ chính xác phụ thuộc bộ chuẩn — Keysight khuyến nghị bộ chuẩn cơ khí N9311X-201. Cách đọc VSWR, return loss cho ăng-ten xem bài đo ăng-ten: VSWR, return loss và giản đồ bức xạ.
Giải điều chế AM/FM tại hiện trường
Option AMA đo AM và FM trong dải 10 MHz – 7 GHz, trả về công suất sóng mang, tốc độ điều chế, độ sâu AM hoặc độ lệch FM, SINAD; độ sâu AM 5 – 95%, độ lệch FM 20 Hz – 400 kHz, sai số ±4% nominal. Option DMA xử lý ASK, FSK trong dải 2,5 MHz – 6 GHz.
N9322C thông số cần nhớ khi lập quy trình đo
Chi tiết ở trang N9322C thông số; bảng dưới gom các mục hay dùng.
| Hạng mục | Giá trị |
|---|---|
| Dải tần / span | 9 kHz – 7 GHz; span 0 Hz và 50 Hz – 7 GHz |
| RBW / VBW | 10 Hz – 3 MHz / 1 Hz – 3 MHz |
| Sai số biên độ tổng | ±0,60 dB (100 kHz–3 GHz); ±0,80 dB (4–7 GHz) |
| Giao tiếp | LAN, USB, SCPI; GPIB là Option G01 |
| Chuẩn tần số | ±1×10⁻⁶/năm; Option PFR ±1×10⁻⁷/năm |
N9322C giá và cách chọn tùy chọn khi đặt hàng
Vì gần như mọi năng lực nêu trên đều là tùy chọn, N9322C giá phụ thuộc cấu hình: P07, TG7, RM7, EMC, AMA, DMA, TPN, SCN, MNT, TMG, G01, PFR cùng phụ kiện như N9311X-100 hay bộ gá rack 3U. Vui lòng liên hệ báo giá. Phần lớn tùy chọn phần mềm nâng cấp sau được bằng mã khóa N9322CK-…, riêng TG7 cần lắp thêm phần cứng tại trung tâm dịch vụ Keysight.
Gợi ý: tiền kiểm EMI ưu tiên EMC và P07; tuyến cáp, ăng-ten cần TG7 và RM7; dây chuyền lặp thì TPN đáng giá. Danh mục tại trang thiết bị đo Keysight.
Techmaster Electronics là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn ISO/IEC 17025 phục vụ chu kỳ hiệu chuẩn một năm theo khuyến nghị của Keysight. Cần tư vấn cấu hình hoặc báo giá máy phân tích phổ Keysight N9322C, đội kỹ sư của Techmaster sẵn sàng hỗ trợ.
