Keysight 53152A là máy đếm tần số vi sóng CW có một ngõ vào băng rộng từ 50 MHz đến 46 GHz, đo đồng thời tần số và công suất qua cùng một đầu nối. Trước hết cần nói rõ: Keysight đã ngừng sản xuất 53152A từ ngày 1/1/2019 (hạn đặt hàng cuối là 31/12/2018), và trang sản phẩm của Keysight ghi không có model thay thế. Dù vậy, nhiều đơn vị ở Việt Nam vẫn đang vận hành máy này trong trạm viba, phòng hiệu chuẩn và dây chuyền kiểm tra. Bài viết đi theo từng ngành: máy làm được gì, thông số nào quyết định, và tính gì khi đến hạn thay.
Keysight 53152A là gì và vì sao vẫn còn trên bàn đo
53152A thuộc dòng 53150 gồm ba model: 53150A (20 GHz), 53151A (26,5 GHz) và 53152A (46 GHz). Đây là model có dải tần cao nhất trong dòng. Máy có hai kênh: kênh 1 từ 10 Hz đến 125 MHz (BNC, 1 MΩ) cho tín hiệu tần thấp và IF, kênh 2 từ 50 MHz đến 46 GHz (50 Ω) cho vi sóng. Điểm khác so với nhiều máy đếm tần số vi sóng khác là bộ lấy mẫu của 53152A tích hợp một diode Schottky không phân cực, nên công suất được đo song song với tần số mà không cần cảm biến công suất rời.
Theo Keysight, máy vẫn ở trạng thái “Discontinued / Currently Supported” với thời hạn hỗ trợ tiêu chuẩn 5 năm sau khi ngừng bán. Máy không còn được bán tại EU vì không đáp ứng chỉ thị RoHS 2011/65/EU. Máy đang dùng vẫn đo tin cậy nếu được hiệu chuẩn định kỳ, nhưng không nên lên kế hoạch mua thêm cùng model.
53152A thông số chính cần nắm trước khi đưa vào quy trình
Mọi số dưới đây lấy từ tài liệu Technical Overview 5966-3118E của Keysight cho dòng 53150, cột 53152A:
- Dải tần kênh 2: 50 MHz – 46 GHz, đầu nối 2,92 mm tháo rời được, tương thích SMA/APC-3.5 cái.
- Độ nhạy kênh 2: −20 dBm (50–300 MHz), −33 dBm (0,3–12,4 GHz), −30 dBm (12,4–18 GHz), −27 dBm (18–26,5 GHz), −23 dBm (26,5–40 GHz), −17 dBm (40–46 GHz).
- Mức vào tối đa kênh 2: +5 dBm.
- Độ phân giải: chọn từ 1 Hz đến 1 MHz; độ ổn định dư 1,25 LSD rms (khi máy đếm và nguồn chung chuẩn thời gian).
- Thời gian bắt tín hiệu điển hình: 140 ms (FM Auto) / 115 ms (FM Off).
- Đo công suất: từ ngưỡng độ nhạy tới +7 dBm, độ phân giải 0,01 dB; độ chính xác tại đầu nối (0 đến −20 dBm) ±1,0 dB ở 0,05–12,4 GHz, ±1,5 dB ở 12,4–26,5 GHz, ±2,0 dB ở 26,5–46 GHz.
- Giao tiếp: GPIB và RS-232C tiêu chuẩn, lệnh SCPI.
Ngành vệ tinh và viba chuyển tiếp: kiểm tra tần số dải Ka
Trạm mặt đất vệ tinh và tuyến viba chuyển tiếp thường làm việc với bộ dao động nội (LO), bộ đổi tần lên/xuống và nguồn tín hiệu ở hàng chục GHz. Dải 46 GHz của 53152A phủ hết băng Ka theo quy ước IEEE (26,5–40 GHz), nên kỹ thuật viên có thể đo trực tiếp tần số LO và công suất ra mà không cần bộ trộn ngoài. Khả năng chạy pin (Option 002, tối thiểu 2,5 giờ) và nguồn DC 11–18 V giúp máy mang được lên trạm hoặc nhà trạm trên đỉnh núi.
Ở trên 26,5 GHz, hai giới hạn cần nhớ: độ nhạy giảm còn −23 dBm (tới 40 GHz) và −17 dBm (40–46 GHz), dung sai FM ở chế độ FM Auto giảm từ 20 MHz p-p xuống 12 MHz p-p. Nếu tín hiệu yếu sau suy hao cáp, chức năng bù suy hao cáp (tối đa 9 điểm tần số, nội suy tuyến tính) giúp đọc đúng công suất tại đầu thiết bị.
Radar và quốc phòng: nguồn CW, dao động và bảo trì hiện trường
Trong bảo trì radar, nhiệm vụ thường gặp là xác nhận tần số và công suất của nguồn CW, bộ tổng hợp tần số hoặc tầng khuếch đại sau sửa chữa. Với Keysight 53152A, một lần nối cáp cho cả hai kết quả, cùng chỉ thị đỉnh dạng analog để chỉnh cộng hưởng hoặc tối đa hóa công suất.
Khả năng phân biệt biên độ là điểm cần hiểu đúng: máy tự đo tín hiệu lớn nhất nếu nó cao hơn tín hiệu khác ít nhất 10 dB (khi cách nhau dưới 75 MHz) hoặc 20 dB (khi cách nhau trên 75 MHz). Với tín hiệu nhiều thành phần, nên xem phổ trước khi tin số đếm.
Phòng hiệu chuẩn: máy đếm tần Keysight làm chuẩn công tác
Ở phòng hiệu chuẩn, 53152A thường đóng vai chuẩn công tác để kiểm tra máy phát tín hiệu và nguồn vi sóng. Sai số đo tần gồm ±1 LSD, độ ổn định dư và sai số chuẩn thời gian nhân với tần số. Ở 46 GHz, sai số chuẩn thời gian chiếm phần lớn: TCXO tiêu chuẩn có độ già hóa dưới 1×10⁻⁷/tháng, còn Option 001 (bộ dao động lò) dưới 1,5×10⁻⁸/tháng. Vì vậy, phòng đo nên khóa máy vào chuẩn 10 MHz ngoài (ngõ vào 1, 2, 5 hoặc 10 MHz ở mặt sau) để đưa sai số về mức của chuẩn phòng.
Techmaster là đại lý ủy quyền của Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn đạt ISO/IEC 17025; các đơn vị đang dùng máy đếm tần Keysight dòng 53150 có thể gửi hiệu chuẩn định kỳ và nhận tư vấn về thời điểm thay máy.
R&D, sản xuất và giáo dục
Nghiên cứu phát triển
Kỹ sư R&D thiết kế VCO, PLL hoặc bộ nhân tần dùng 53152A để kiểm tra nhanh tần số khóa và công suất ra. Độ phân giải chọn được từ 1 Hz đến 1 MHz giúp cân bằng giữa tốc độ và độ chi tiết: thời gian đo kênh 2 bằng 1/độ phân giải cộng thời gian bắt tín hiệu và 20 ms.
Kiểm tra sản xuất (ATE)
Trong hệ thống ATE, máy điều khiển được qua GPIB hoặc RS-232C bằng lệnh SCPI, lưu và gọi lại tới 9 cấu hình, lấy trung bình 1–99 lần đo. Tốc độ lấy mẫu Fast khoảng 20 ms giữa hai lần đọc.
Giáo dục
Ở trường đại học, một máy đếm tần Keysight 53152A có sẵn giúp sinh viên thấy trực quan tần số, công suất, suy hao cáp và sai số chuẩn thời gian.
Khi Keysight 53152A cần thay: đối chiếu trước khi chọn
Keysight không chỉ định model thay thế cho 53152A. Với 53150A (20 GHz), Keysight ghi 53230A là model thay thế, nhưng 53230A là máy đếm tần đa năng 350 MHz, kênh vi sóng tùy chọn chỉ có Option 106 (6 GHz) và Option 115 (15 GHz). Nghĩa là với phép đo trên 15 GHz, 53230A không thay được 53152A. Phân tích đầy đủ các lựa chọn có trong bài máy đếm tần số vi sóng Keysight 53150 đã ngừng sản xuất; cách dùng 53230A theo ngành có trong bài Keysight 53230A trong 5 ngành.
Cách làm thực tế: (1) liệt kê tần số cao nhất thực sự cần đo; (2) nếu dưới 15 GHz, cân nhắc 53230A kèm Option 115; (3) nếu trên 15 GHz, giữ 53152A hiện có trong tình trạng được hiệu chuẩn, đồng thời trao đổi với Techmaster về cấu hình đo phù hợp trong danh mục thiết bị Keysight. Quy trình đo nguồn CW và LO trên cùng dòng máy có trong bài ứng dụng Keysight 53150A.
Câu hỏi thường gặp
Keysight 53152A còn được bán mới không?
Không. Keysight ngừng 53152A từ 1/1/2019 và ghi không có model thay thế. Liên hệ báo giá Techmaster để được tư vấn hiệu chuẩn hoặc phương án đo khác.
53152A đo công suất chính xác tới mức nào?
Ở mức vào 0 đến −20 dBm, độ chính xác tại đầu nối là ±1,0 dB (0,05–12,4 GHz), ±1,5 dB (12,4–26,5 GHz) và ±2,0 dB (26,5–46 GHz), độ phân giải 0,01 dB.
Có thể dùng 53230A thay cho 53152A không?
Chỉ khi tần số cần đo không vượt 15 GHz, vì kênh vi sóng cao nhất của 53230A là Option 115 (15 GHz). Xem thêm 53152A thông số và tình trạng sản phẩm trên trang Techmaster.
