Keysight U8487A là cảm biến công suất nhiệt điện USB đo công suất trung bình từ 10 MHz đến 50 GHz, dải −35 đến +20 dBm, đầu nối 2,4 mm. Cảm biến cắm thẳng vào PC hoặc máy đo Keysight có cổng USB, không cần máy đo rời và không cần chuẩn 1 mW để hiệu chuẩn. Bài này đi qua năm bài đo thường gặp, với mọi con số lấy từ data sheet 5991-1410EN và trang sản phẩm của Keysight.
Keysight U8487A đo gì: công suất trung bình thực tới 50 GHz
Theo data sheet, U8487A dùng chung thiết kế mặt trước với dòng nhiệt điện 8480 và N8480, thêm USB 2.0 (USB-TMC) và tốc độ đo nhanh gấp mười lần. Những con số cần nhớ:
- Dải tần: 10 MHz – 50 GHz với tùy chọn 100 (ghép AC). Ordering info của Keysight chỉ có U8487A-100; không có tùy chọn 200 ghép DC như U8481A và U8485A.
- Dải công suất: −35 đến +20 dBm. Mức gây hỏng: 25 dBm trung bình, 15 W đỉnh, 50 V DC.
- Tuyến tính: ±0,50% tới +15 dBm, ±0,55% từ +15 đến +20 dBm ở 25 ± 10 °C; data sheet tóm tắt là “dưới 0,8%”.
- Zero và hiệu chuẩn nội: zero 16 giây, hiệu chuẩn nội 1,5 giây với độ chính xác ±0,52% ở 50 MHz. Zero set ±25 nW, trôi zero ±5,5 nW.
- Thân máy: 127,70 × 46 × 35,90 mm, 0,22 kg, khoảng 400 mA từ USB.
Bài đo 1: công suất trung bình của tín hiệu CW và tín hiệu điều chế
Cảm biến nhiệt điện chuyển năng lượng RF thành nhiệt, nên số đọc là công suất trung bình thực, không phụ thuộc dạng điều chế hay tỷ lệ đỉnh/trung bình; vì thế phòng hiệu chuẩn chọn loại này cho tín hiệu 5G NR, radar hay vệ tinh băng Ka/Q. Quy trình:
- Zero: tắt đầu ra DUT rồi gửi lệnh zero; không cần tháo cảm biến, vì nguồn tham chiếu DC nằm trong thân cảm biến.
- Hiệu chuẩn nội: 1,5 giây, cũng không cần tháo.
- Nhập tần số: cảm biến tự áp hệ số hiệu chuẩn (CF); với tín hiệu điều chế băng rộng, nhập tần số trung tâm.
- Đọc: dBm hoặc W trên BenchVue BV0007B hoặc qua SCPI; bật bất định thời gian thực để xem công suất và bất định cùng lúc.
Bài đo 2: chọn chế độ Normal, Double hay Fast và số lần trung bình
U8487A có ba chế độ: Normal 20 số đọc/giây, Double 40 số đọc/giây và Fast 900 số đọc/giây (đo khi tắt trung bình, dùng bộ đệm đo với trigger count lớn hơn 1). Nhưng tốc độ đổi bằng nhiễu:
| Chế độ | Số lần trung bình | Hệ số nhân nhiễu | Thời gian xác lập (bước giảm 10 dB) |
|---|---|---|---|
| Normal | 1 | 3,17 | 0,10 s |
| Normal | 16 | 1,00 | 0,85 s |
| Normal | 256 | 0,37 | 12,6 s |
| Fast | 1 | 46,88 | 0,003 s |
| Fast | 16 | 12,24 | 0,020 s |
| Fast | 512 | 1,00 | 0,528 s |
Nhiễu đo công bố ±45 nW ở 50 MHz ứng với hệ số nhân 1,00, tức 16 lần trung bình ở Normal hoặc 512 lần ở Fast. Chạy Fast với một lần trung bình, nhiễu nhân 46,88 lần, chỉ chấp nhận được với tín hiệu mức cao; đo gần −35 dBm thì quay về Normal.
Bài đo 3: U8487A thông số bất định ở 40 – 50 GHz và cách thu hẹp
Hai thông số theo băng tần quyết định bất định: SWR tối đa và bất định CF. Ở 25 ± 10 °C, SWR của U8487A là 1,10 ở 2 – 12,4 GHz, 1,30 ở 26,5 – 40 GHz và 1,34 ở 40 – 50 GHz. Bất định CF điển hình tăng từ 1,90% (30 – 500 MHz) lên 4,58% (40 – 45 GHz) và 5,71% (45 – 50 GHz); ở 25 ± 3 °C đoạn 45 – 50 GHz còn 4,68%.
Ví dụ ở 48 GHz: SWR 1,34 tương ứng hệ số phản xạ 0,145. Nếu DUT có SWR 1,5 (hệ số phản xạ 0,2), giới hạn bất định mismatch là 2 × 0,145 × 0,2 ≈ ±5,8%, khoảng ±0,25 dB, lớn hơn cả bất định CF. Ba cách thu hẹp:
- Gamma correction: nhập hệ số phản xạ của DUT (đo bằng VNA) vào cảm biến qua SCPI hoặc BenchVue; cảm biến loại bỏ sai số mismatch khỏi kết quả.
- Giữ nhiệt độ phòng trong ±3 °C: bất định CF ở 45 – 50 GHz giảm từ 5,71% xuống 4,68%.
- Bật bất định thời gian thực (MU): cảm biến tự tính theo tần số, mức công suất và cấu hình đang dùng.
Cách cộng từng nguồn sai số với hệ số phủ k = 2 đã có trong bài bất định đo công suất RF: mismatch và hệ số hiệu chuẩn.
Bài đo 4: đo bộ khuếch đại công suất cao qua bộ suy hao với tham số S
Đầu ra bộ khuếch đại trạm gốc hay bộ phát radar thường vượt xa +20 dBm, nên cần bộ suy hao công suất lớn giữa DUT và cảm biến, và bộ suy hao mang sai số riêng. U8487A xử lý bằng S-parameter correction: đo tham số S của bộ suy hao trên VNA, lưu file Touchstone, nạp vào cảm biến qua SCPI hoặc BenchVue; sau khi bù, cảm biến ứng xử như đang nối thẳng với DUT.
Quy tắc chọn bộ suy hao: công suất tới cảm biến phải dưới 25 dBm trung bình và 15 W đỉnh ở mọi trạng thái của DUT; với bộ khuếch đại 20 W (43 dBm), bộ suy hao 30 dB đưa mức vào cảm biến về 13 dBm. Cổng trigger-in TTL (trễ 11 µs ± 2 µs) đồng bộ phép đo với chu kỳ bật của DUT khi làm việc theo burst.
Bài đo 5: dùng U8487A với FieldFox, MXG, PNA và EPM
Data sheet ghi dòng U8480 tương thích với FieldFox và máy phát MXG, cho hai máy này chức năng máy đo công suất (MXG thêm hiệu chỉnh độ phẳng UFC với leveling ngoài); với PNA, PNA-L và PNA-X, cảm biến thực hiện hiệu chuẩn công suất nguồn. Trang sản phẩm bổ sung máy đo EPM N1913A/N1914A và N1913B/N1914B khi cần màn hình rời; danh sách mới nhất nằm trong application note 5989-8743EN.
Cảm biến công suất Keysight nhiệt điện hay đi-ốt: khi nào chọn U8487A?
Trong danh mục cảm biến công suất Keysight, dòng U2000 dùng đi-ốt có dải rộng hơn: U2000A phủ 10 MHz – 18 GHz, −60 đến +20 dBm, tới 250 số đọc/giây. U8487A thua ở mức thấp nhất nhưng hơn ở dải tần tới 50 GHz, ở công suất trung bình thực không phụ thuộc điều chế và ở tốc độ 900 số đọc/giây. Bài đo dừng ở 18 GHz và cần đo dưới −35 dBm thì chọn đi-ốt; cần 26,5 – 50 GHz, tín hiệu điều chế phức tạp hoặc chuẩn truyền cho phòng hiệu chuẩn thì cảm biến công suất Keysight U8487A là lựa chọn đúng. Trong dòng U8480, U8485A dừng ở 33 GHz, U8488A lên 67 GHz, U8489A tới 120 GHz; xem thêm bài so sánh U8489A với các model cùng dòng và hướng dẫn ứng dụng U8485A.
U8487A giá, cấu hình đặt hàng và hỗ trợ tại Việt Nam
Về U8487A giá, Techmaster báo giá theo cấu hình: chiều dài cáp (tùy chọn 301/302/303 là 1,5 m, 3 m, 5 m), dữ liệu hiệu chuẩn ISO 17025 (U848xA-1A7), bản quyền BenchVue BV0007B. Hộp tiêu chuẩn đã có cáp 1,5 m, cáp trigger và adapter 2,4 mm (f) sang N (m). Liên hệ báo giá qua trang Keysight U8487A. Techmaster Electronics là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn đạt ISO/IEC 17025, hỗ trợ hiệu chuẩn định kỳ 1 năm; các dòng máy khác xem tại trang Keysight của Techmaster.
Câu hỏi thường gặp
U8487A có cần máy đo công suất rời không?
Không. U8487A lấy khoảng 400 mA từ cổng USB, hiển thị trên BenchVue BV0007B hoặc đọc qua SCPI. Khi cần màn hình riêng, Keysight xác nhận dùng được với EPM N1913A/N1914A và N1913B/N1914B.
Vì sao chế độ Fast 900 số đọc/giây lại nhiễu hơn?
Tốc độ 900 số đọc/giây đo khi tắt trung bình. Theo bảng của Keysight, Fast với một lần trung bình có nhiễu gấp 46,88 lần mức công bố ±45 nW; cần 512 lần trung bình để về hệ số nhân 1,00.
U8487A đo được tín hiệu DC không?
Không. Ordering info của Keysight chỉ có U8487A-100, dải 10 MHz – 50 GHz, ghép AC. Tùy chọn 200 ghép DC chỉ có trên U8481A, U8485A và U8489A.
