Trong phòng lab RF, rất nhiều phép đo tưởng như đơn giản lại hỏng vì một chi tiết nhỏ: nguồn tín hiệu không “phẳng” theo tần số, hoặc tham chiếu công suất lệch so với nhánh đi vào thiết bị cần đo. Keysight 11667B là bộ chia công suất hai điện trở dải DC – 26,5 GHz, đầu nối 3,5 mm, được Keysight thiết kế đúng cho hai việc đó: san bằng mức nguồn (source leveling) và đo tỉ số (ratio measurement). Bài viết đi vào cách dùng thực tế: nối thế nào, vì sao cấu trúc hai điện trở phù hợp, và các lỗi thường gặp.
Keysight 11667B là gì và khác gì một bộ chia Wilkinson
Bộ chia công suất hai điện trở (two-resistor power splitter) có một cổng vào và hai cổng ra; mỗi nhánh ra đi qua một điện trở nối từ nút chung. Cấu trúc này không có biến áp phần tư bước sóng, nên hoạt động liền mạch từ DC lên tới tần số cao, khác hẳn bộ chia Wilkinson vốn bị giới hạn băng tần quanh tần số thiết kế. Đổi lại, hai cổng ra của bộ chia điện trở không được cách ly với nhau như Wilkinson. Nếu bạn muốn hiểu bản chất cấu trúc Wilkinson, bài thiết kế bộ chia công suất Wilkinson trong ADS giải thích chi tiết biến áp λ/4 và điện trở cách ly.
Điểm mạnh của bộ chia hai điện trở xuất hiện khi một nhánh ra được đưa về vòng điều khiển mức (ALC) hoặc dùng làm kênh tham chiếu trong phép đo tỉ số. Khi đó, nút chung giữa hai điện trở hoạt động như một điểm nguồn “ảo” được giữ ổn định, và nhánh còn lại nhìn thấy một nguồn có phối hợp trở kháng rất tốt. Keysight mô tả điều này là SWR ra rất tốt ở nhánh phụ khi dùng cho san bằng nguồn hoặc đo tỉ số, và công bố SWR ra tương đương 1,22 cho 11667B.
Ba model trong cùng dòng 11667
Dòng 11667 có ba phiên bản theo dải tần và đầu nối, và đây là chỗ hay nhầm khi đặt hàng:
- 11667A: DC – 18 GHz, đầu nối Type-N, SWR ra tương đương 1,33.
- 11667B: DC – 26,5 GHz, đầu nối 3,5 mm cái, SWR ra tương đương 1,22.
- 11667C: DC – 50 GHz, đầu nối 2,4 mm cái.
Hệ Type-N dừng ở 18 GHz hợp với 11667A; bàn đo 3,5 mm tới 26,5 GHz hợp với 11667B mà không cần thêm adapter.
11667B thông số cần đọc đúng trước khi dùng
Danh mục 11667B thông số do Keysight công bố khá ngắn, nhưng mỗi con số đều ảnh hưởng trực tiếp tới cách bố trí phép đo:
| Thông số | Giá trị Keysight công bố | Ý nghĩa khi dùng |
|---|---|---|
| Dải tần | DC – 26,5 GHz | Dùng được cả ở DC và tần số thấp, không có băng chết |
| Đầu nối | 3,5 mm cái | Ghép trực tiếp với cáp, cảm biến 3,5 mm; tương thích cơ khí với SMA |
| SWR ra tương đương | 1,22 | Áp dụng khi dùng cho san bằng nguồn hoặc đo tỉ số |
| Tracking giữa hai nhánh | 0,25 dB tới 18 GHz; 0,40 dB tới 26,5 GHz | Độ lệch biên độ giữa hai nhánh, góp vào sai số đo tỉ số |
| Suy hao chèn | 7 dB | Tính vào quỹ công suất khi đặt mức nguồn |
| Công suất vào tối đa | 0,5 W (≈ +27 dBm) | Không đặt trực tiếp sau bộ khuếch đại công suất lớn |
Hai con số đáng chú ý nhất là tracking và SWR ra tương đương. Tracking cho biết hai nhánh ra theo nhau tốt đến đâu theo tần số: nhánh tham chiếu càng “giống” nhánh đo, sai số trong phép đo tỉ số càng nhỏ. SWR ra tương đương quyết định sai số do phản xạ nhiều lần giữa nguồn và thiết bị cần đo (mismatch uncertainty).
Ứng dụng 1: san bằng mức nguồn tín hiệu với Keysight 11667B
Khi quét tần số, công suất tại đầu ra cáp hiếm khi phẳng: cáp, adapter và đầu nối đều có suy hao thay đổi theo tần số. Cách làm kinh điển là đặt bộ chia ngay tại điểm cần mức ổn định, rồi đưa một nhánh ra về đầu dò hoặc cảm biến công suất để khép vòng điều khiển mức (ALC ngoài) của nguồn tín hiệu.
- Nối đầu ra nguồn tín hiệu vào cổng vào của 11667B bằng cáp 3,5 mm chất lượng tốt.
- Nối một nhánh ra vào đầu dò hoặc cảm biến dùng làm tín hiệu hồi tiếp cho ALC ngoài.
- Nối nhánh còn lại tới thiết bị cần đo — đây chính là “cổng nguồn mới” đã được san bằng.
- Bù suy hao chèn và tracking bằng cách hiệu chuẩn mức tại nhánh đo với một cảm biến công suất tham chiếu.
Mặt phẳng tham chiếu của nguồn được dời tới đầu ra bộ chia, nên suy hao cáp phía trước được vòng điều khiển bù, còn nhánh đo có SWR ra tương đương thấp.
Ứng dụng 2: đo tỉ số băng rộng
Trong phép đo tỉ số, một nhánh ra làm kênh tham chiếu (R), nhánh kia đi qua thiết bị cần đo rồi tới kênh đo (B). Bằng cách lấy tỉ số B/R, mọi dao động công suất của nguồn theo tần số và theo thời gian bị triệt tiêu. Đây là kiểu cấu hình mà Keysight nêu rõ cho 11667B: khuyến nghị dùng khi đo tỉ số băng rộng với máy phân tích mạng vô hướng Keysight 8757. Cùng nguyên lý tỉ số ấy cũng là nền tảng của các máy phân tích mạng véc-tơ hiện đại, như trong bài ứng dụng Keysight N5242B PNA-X.
Với phép đo tỉ số, tracking 0,25 dB tới 18 GHz và 0,40 dB tới 26,5 GHz chính là phần sai số do bản thân bộ chia gây ra nếu không được hiệu chuẩn bù. Cách làm phổ biến là chạy một phép “thru” (nối thẳng nhánh đo, không có DUT) để chuẩn hóa, sau đó mới lắp DUT. Sau chuẩn hóa, sai số còn lại chủ yếu đến từ độ lặp lại của đầu nối, vì vậy cần siết đúng lực bằng cờ lê lực và giữ đầu nối sạch.
Ứng dụng 3: chia tín hiệu từ DC cho phép đo tổng hợp
Do không có biến áp, 11667B truyền được cả thành phần DC và tín hiệu băng gốc. Điều này hữu ích khi cần đưa cùng một tín hiệu tới hai máy đo, ví dụ máy hiện sóng và máy phân tích phổ. Lưu ý rằng hai nhánh ra không cách ly, nên tải ở một nhánh có thể ảnh hưởng tới nhánh kia; hãy đảm bảo cả hai cổng đều kết thúc 50 Ω.
Checklist khi đưa phụ kiện Keysight 11667B vào bàn đo
11667B thuộc nhóm Phụ Kiện Keysight nhỏ gọn, nhưng sai sót thao tác có thể làm hỏng đầu nối hoặc làm sai lệch kết quả nhiều hơn chính sai số thiết bị. Một số lưu ý thực tế:
- Giữ dưới 0,5 W: không nối trực tiếp sau bộ khuếch đại công suất mà không có suy giảm phù hợp.
- Đúng loại đầu nối: 3,5 mm ghép cơ khí được với SMA, nhưng đầu SMA kém chất lượng có thể làm mòn đầu 3,5 mm; nên dùng adapter bảo vệ khi phải nối thường xuyên với SMA.
- Tính suy hao chèn 7 dB vào quỹ công suất khi đặt mức nguồn.
- Hiệu chuẩn bù tracking bằng phép thru hoặc cảm biến tham chiếu trước các phép đo yêu cầu độ chính xác cao.
- Chọn đúng model: trên 26,5 GHz hãy xem 11667C; hệ Type-N tới 18 GHz hãy xem 11667A.
11667B giá và hỗ trợ tại Techmaster
Về 11667B giá thay đổi theo thời điểm và cấu hình đơn hàng, vui lòng liên hệ báo giá. Techmaster Electronics là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, đồng thời vận hành phòng hiệu chuẩn đạt ISO/IEC 17025, có thể tư vấn chọn model trong dòng 11667 phù hợp với dải tần và đầu nối hiện có. Bạn có thể xem trang bộ chia công suất Keysight 11667B để gửi yêu cầu, hoặc duyệt thêm các thiết bị và phụ kiện khác tại trang Keysight của Techmaster.
