Keysight N5222B là máy phân tích mạng PNA phủ 10 MHz tới 26,5 GHz (900 Hz khi có tùy chọn tần số thấp), bản 2 cổng một nguồn hoặc 4 cổng hai nguồn. Bài này đi vào cách dùng: đo bộ lọc cần dải động sâu, đo bộ khuếch đại mà không làm nén bộ thu, hiệu chuẩn và giữ hiệu chuẩn ổn định, và đo tần số thấp tới vài trăm Hz. Mọi con số lấy từ tài liệu Technical Specifications 9018-03959 và trang sản phẩm của Keysight.
Keysight N5222B có những cấu hình test set nào?
Cùng mang tên N5222B nhưng khả năng đo khuếch đại khác nhau theo tùy chọn test set:
- 200 / 400: bản cơ sở 2 cổng hoặc 4 cổng.
- 201 / 401: thêm jumper mặt trước và công tắc bộ thu R1, để chèn linh kiện ngoài vào đường tín hiệu.
- 217 / 417: thêm bộ suy hao nguồn và bộ suy hao bộ thu (mở rộng dải công suất).
- 219 / 419: như 217/417 và thêm bias-tee để cấp nguồn DC cho linh kiện qua cổng đo.
- 205, 220, 405, 420: các bản có phần cứng mở rộng tần số thấp LFE.
Trang sản phẩm Keysight còn nêu bộ điều chế xung và bộ tạo xung tích hợp cho phép đo tham số S chế độ xung, và máy đi kèm cảm biến công suất USB 10 MHz – 33 GHz dùng để hiệu chuẩn công suất nguồn.
Ứng dụng 1: đo bộ lọc với máy phân tích mạng Keysight cần dải động sâu
Với bộ lọc dải thông, phần khó không nằm ở dải thông mà ở dải chặn: suy hao 100 dB trở lên chỉ đo được nếu nền nhiễu của máy đủ thấp. Dải động hệ thống của N5222B (bản 200/400, cổng 1 và 3, IFBW 10 Hz) theo tài liệu là 135 dB chỉ tiêu ở 500 MHz – 2 GHz, 137 dB ở 3,2 – 10 GHz và 128 dB ở 24 – 26,5 GHz; giá trị điển hình cao hơn 7 – 10 dB. Nền nhiễu cổng đo là −114 dBm chỉ tiêu từ 500 MHz tới 13,5 GHz.
Cái giá của dải động là thời gian: quét toàn dải 10 MHz – 26,5 GHz với 201 điểm, chưa hiệu chỉnh, mất khoảng 27,5 ms ở IFBW 600 kHz nhưng 214,5 ms ở IFBW 1 kHz. Với 1601 điểm, con số tương ứng là 57 ms và 1645 ms. Cách làm thực tế:
- Dùng IFBW rộng khi chỉnh bộ lọc trong dải thông.
- Tách một đoạn quét riêng cho dải chặn, hạ IFBW xuống 100 Hz – 10 Hz chỉ ở đó.
Ứng dụng 2: đo bộ khuếch đại mà không làm nén bộ thu
Sai lầm hay gặp nhất khi đo LNA hay bộ khuếch đại công suất nhỏ là giữ công suất preset rồi bấm đo. Công suất preset là 0 dBm với bản 200/201 và −5 dBm với bản 217/219. Bộ khuếch đại 20 dB sẽ đẩy +15 dBm vào cổng 2, vượt vùng tuyến tính của bộ thu. Tài liệu Keysight cho biết: ở công suất cổng đo +8 dBm, dải 500 MHz – 16 GHz, độ nén bộ thu là 0,17 dB và 0,97° với bản 201/217/219, và 0,21 dB, 1,60° với bản 200.
Quy trình gọn cho phép đo S21 của khuếch đại:
- Tính trước mức ra: công suất nguồn cộng độ lợi phải thấp hơn vùng nén.
- Hạ công suất nguồn: bản 217/219 cài được xuống −95 dBm (điển hình) nhờ bộ suy hao nguồn; bản 200/201 chỉ xuống khoảng −30 dBm.
- Dùng bộ suy hao bộ thu của bản 217/219, hoặc lắp bộ suy hao ngoài qua jumper mặt trước của bản 201, khi mức ra lớn.
- Hiệu chuẩn ở đúng mức công suất sẽ đo, vì thay đổi bộ suy hao sau khi hiệu chuẩn làm sai lệch số hạng sai số.
Muốn tìm điểm nén 1 dB, dùng chế độ quét công suất: dải quét công suất chỉ tiêu là 38 dB từ 50 MHz tới 16 GHz, công suất ra cực đại có cân bằng là +13 dBm ở dải đó. Lưu ý mức hỏng cổng đo là +30 dBm và 40 V DC với bản 200/201/219, nhưng chỉ 7 V DC với bản 217; bản LFE chịu tối đa +20 dBm.
Ứng dụng 3: hiệu chuẩn và giữ hiệu chuẩn ổn định
Tài liệu N5222B công bố bảng độ bất định cho bộ chuẩn cơ khí 85052B, mô-đun ECal 2 cổng N4691B, N4691D và mô-đun ECal 4 cổng N4433A. Nguyên lý và lưu ý khi dùng ECal có trong bài hiệu chuẩn ECal cho VNA.
Hiệu chuẩn tốt vẫn trôi theo nhiệt độ. Độ ổn định điển hình của N5222B là 0,02 dB/°C về biên độ từ 3,2 tới 20 GHz; về pha là 0,13°/°C ở 3,2 – 10 GHz, tăng lên 0,4°/°C ở 16 – 20 GHz và 0,56°/°C ở 24 – 26,5 GHz. Nghĩa là phòng lab dao động 3 °C có thể làm pha lệch khoảng 1,7° ở đầu trên dải tần, lớn hơn nhiều so với nhiễu vết (0,002 dB rms chỉ tiêu ở IFBW 1 kHz, 100 MHz – 13,5 GHz). Ba thói quen nên áp dụng:
- Bật máy và chờ đủ 90 phút: các chỉ tiêu của Keysight áp dụng ở 25 °C ±5 °C sau thời gian khởi động này.
- Cố định cáp đo, không uốn cáp sau hiệu chuẩn.
- Đo lại một chuẩn kiểm tra (thru hoặc tải) đầu mỗi ca để phát hiện trôi.
Nếu DUT phải đo trong buồng nhiệt, bài đo tham số S theo nhiệt độ phân tích cách tách trôi của cáp khỏi trôi của linh kiện.
Ứng dụng 4: đo tần số thấp với tùy chọn LFE
Tụ chặn DC, cuộn cảm chặn RF hay biến áp băng rộng cần đặc tính từ vài kHz. Các bản LFE (205, 220, 405, 420) đưa dải tần chỉ tiêu xuống 900 Hz. Khi bật LFE, phép đo từ 500 Hz tới 100 MHz chạy trên phần cứng LFE; muốn đo dưới 10 MHz bắt buộc phải bật LFE, còn trên 100 MHz máy luôn dùng phần cứng chuẩn. Nền nhiễu chỉ tiêu ở chế độ LFE là −107 dBm trong dải 100 kHz – 1 MHz.
Đổi lại, bản LFE có mức hỏng cổng đo thấp hơn (+20 dBm) và công suất ra cực đại thấp hơn bản 200 ở đầu cao dải tần.
N5222B thông số cần nhớ khi lập bài đo
| Thông số | Giá trị theo Keysight |
|---|---|
| Dải tần | 10 MHz – 26,5 GHz; 900 Hz – 26,5 GHz với LFE |
| Số cổng / nguồn | 2 cổng 1 nguồn hoặc 4 cổng 2 nguồn |
| Băng thông IF | 1 Hz – 15 MHz (danh định) |
| Số điểm tối đa | 100 003 |
| Độ phân giải tần số | 1 Hz |
| Công suất ra cực đại có cân bằng | +13 dBm (50 MHz – 16 GHz, chỉ tiêu) |
| Đầu nối / màn hình | 3,5 mm (đực); 12,1 inch, 1280 × 800 |
| Khối lượng | 27 kg (2 cổng); 36,7 kg (4 cổng) |
Khi cần so N5222B với các model PNA-L và PNA-X cùng trần tần số, bài chọn máy phân tích mạng PNA theo số nguồn nội bộ đã phân tích chi tiết.
N5222B giá bao nhiêu và cấu hình nào phù hợp?
N5222B giá bao nhiêu phụ thuộc trực tiếp vào cấu hình: số cổng (200 hay 400), test set (201, 217, 219), có LFE hay không, bộ hiệu chuẩn đi kèm và các ứng dụng phần mềm. Gợi ý nhanh: đo linh kiện thụ động 2 cổng thì bản 200 hoặc 201 là đủ; đo khuếch đại độ lợi cao hoặc cần cấp phân cực qua cổng đo thì chọn 217/219; đo linh kiện vi sai thì chọn bản 4 cổng kèm ECal 4 cổng. Vui lòng liên hệ báo giá để Techmaster đề xuất cấu hình theo DUT cụ thể.
Techmaster Electronics là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn đạt ISO/IEC 17025, hỗ trợ cấu hình và hiệu chuẩn định kỳ. Xem cấu hình chi tiết tại trang máy phân tích mạng PNA Keysight N5222B, hoặc gửi yêu cầu về báo giá N5222B. Danh mục đầy đủ các dòng máy có tại trang thiết bị Keysight chính hãng.
