Keysight N5249B là model PNA-X có trần tần số thấp nhất của dòng: 10 MHz đến 8,5 GHz, hai hoặc bốn cổng, một hoặc hai nguồn nội. Trần 8,5 GHz phủ trọn 5G NR FR1 (tới 7,125 GHz) và Wi-Fi băng 6 GHz. Bài này đi theo thứ tự một kỹ sư phải làm trước khi bật máy: lập kế hoạch tần số, tính công suất, chọn test set, rồi xếp trình tự đo trong một lần kết nối. Số liệu lấy từ trang sản phẩm, configuration guide và tài liệu trợ giúp của Keysight.
Keysight N5249B hợp với bài toán nào?
Theo trang sản phẩm Keysight, N5249B thuộc nhóm Pro Vector Network Analyzer, dùng để đặc tính hóa thiết bị tích cực như bộ khuếch đại, bộ trộn và bộ đổi tần, thực hiện cả phép đo tuyến tính lẫn phi tuyến qua một bộ kết nối duy nhất. Phần cứng được mô tả gồm hai nguồn nội, bộ kết hợp tín hiệu, bộ thu tham số S và bộ thu tạp âm, bộ điều chế xung cùng các chuyển mạch nội.
Điểm cần nhớ: những khối đó là tùy chọn. Một chiếc N5249B cấu hình cơ bản vẫn là máy phân tích mạng Keysight đo tham số S, nhưng chưa đo được IMD hai tone bằng nguồn nội hay hệ số tạp âm. Vì vậy quy trình dưới đây bắt đầu từ linh kiện cần đo.
Bước 1: lập kế hoạch tần số trong trần 8,5 GHz
Dải tiêu chuẩn của N5249B là 10 MHz đến 8,5 GHz. Vấn đề xuất hiện khi bạn muốn quan sát cả sản phẩm méo ở tần số cao hơn sóng mang:
- Hài bậc hai chỉ còn nằm trong dải máy khi tần số cơ bản không quá 4,25 GHz (8,5 chia 2).
- Hài bậc ba chỉ còn trong dải khi tần số cơ bản không quá khoảng 2,83 GHz (8,5 chia 3).
- IMD bậc ba nằm sát hai tone, cách nhau đúng bằng khoảng tone, nên đo được gần như tới sát trần 8,5 GHz.
Với bộ khuếch đại 3,5 GHz, hài bậc hai (7 GHz) còn trong dải nhưng hài bậc ba (10,5 GHz) thì không. Khi đó hãy xét model PNA-X có trần cao hơn như N5241B 13,5 GHz. Xem bài ứng dụng đo thực tế với N5241B.
Ở đầu thấp, configuration guide của Keysight cho biết tùy chọn mở rộng tần số thấp (LFE) đưa điểm bắt đầu của PNA-X xuống 900 Hz. Tuy nhiên dưới 10 MHz máy chỉ hỗ trợ phép đo tiêu chuẩn, nén độ lợi và một số phép đo bộ trộn vô hướng; RF xung, kích thích true-mode và điều khiển pha nguồn không dùng được dưới 10 MHz.
Bước 2: tính mức công suất và chọn suy hao
Thiết bị tích cực dễ làm hỏng máy đo hơn linh kiện thụ động, nên phải tính công suất trước khi nối. Ba giới hạn Keysight ghi trong configuration guide:
- Cổng đo của N5249B là đầu nối 3,5 mm (đực) 50 ohm loại gia cường.
- Với test set có bias tee, cặp cổng tương ứng bị giới hạn ở +30 dBm.
- Với Option 222, công suất tối đa trên bộ ghép cổng đo là +43 dBm.
Các test set dải công suất mở rộng trang bị cho N5249B bộ suy hao nguồn 0 đến 65 dB và bộ suy hao bộ thu 0 đến 35 dB, cùng bước 5 dB. Suy hao nguồn hạ mức kích thích để đo LNA trong vùng tuyến tính; suy hao bộ thu giữ cho bộ thu không bị nén khi đầu ra DUT lớn. Nếu công suất ra vượt các giới hạn trên, cần thêm bộ suy hao ngoài và đưa nó vào hiệu chuẩn.
Bước 3: chọn test set, phần N5249B thông số hay bị đọc lướt
PNA-X bắt buộc phải đặt kèm một tùy chọn test set, và chính tùy chọn này quyết định máy làm được gì. Tài liệu trợ giúp của Keysight mô tả các lựa chọn như sau:
| Tùy chọn | Cổng | Nội dung chính |
|---|---|---|
| 201 | 2 | Bản cơ sở, sáu vòng truy cập mặt trước |
| 217 | 2 | Dải công suất mở rộng, suy hao nguồn và bộ thu |
| 219 | 2 | Như 217, thêm bias tee |
| 222 | 2 | Thêm nguồn nội thứ hai, bộ kết hợp, chuyển mạch cơ khí; không có bias tee |
| 224 | 2 | Như 222, có bias tee |
| 401 | 4 | Bản cơ sở, mười hai vòng truy cập mặt trước |
| 417 / 419 | 4 | Dải công suất mở rộng, nguồn nội thứ hai, suy hao; 419 thêm bias tee |
| 422 / 423 | 4 | Thêm bộ kết hợp và chuyển mạch cơ khí; 423 thêm bias tee |
| 425 | 4 | Test set cấu hình được, có nguồn thứ hai, bộ kết hợp và mở rộng tần số thấp |
Chỉ cần tham số S và nén độ lợi thì một nguồn là đủ. Cần IMD hai tone bằng nguồn nội thì phải có nguồn thứ hai và bộ kết hợp, tức nhóm 222, 224, 422, 423 hoặc 425. Cần cấp thiên áp qua cổng đo thì chọn bản có bias tee. Bài ứng dụng N5247B ở sóng milimet áp dụng cùng logic đó ở 67 GHz.
Riêng hệ số tạp âm, ứng dụng S93029B yêu cầu S93080B và một trong các test set 219, 222, 224, 419, 422 hoặc 423. Cấu hình 201 hoặc 401 không đủ điều kiện. Phép đo RF xung cần bộ điều chế xung Option 021 trên nguồn 1 (và 022 trên nguồn 2), cùng ứng dụng S93025B cho đo xung cơ bản hoặc S93026B cho đo trung bình xung và điểm trong xung.
Bước 4: xếp trình tự đo trong một lần kết nối
Khi cấu hình đã đúng, lợi thế của máy phân tích mạng PNA-X N5249B là không phải tháo DUT giữa các phép đo. Một trình tự hợp lý cho bộ khuếch đại băng dưới 8,5 GHz:
- Hiệu chuẩn một lần tại mặt phẳng DUT, ở mức công suất thấp nhất sẽ dùng, với suy hao bộ thu đã chọn ở bước 2.
- Tham số S tín hiệu nhỏ trước: độ lợi, phối hợp trở kháng vào ra và độ cách ly ngược.
- Nén độ lợi kế tiếp, quét công suất tại các tần số trong băng để tìm điểm nén.
- IMD hai tone sau khi đã biết điểm nén, để đặt mức tone lùi hợp lý so với vùng bão hòa.
- Hệ số tạp âm đo ở trạng thái tuyến tính. Cách hiệu chỉnh trở kháng nguồn có trong bài phương pháp nguồn lạnh đo hệ số tạp âm trên VNA.
Thứ tự này giúp phát hiện sớm DUT lỗi trước khi đẩy nó vào vùng nén, và giữ một bộ cáp, một lần hiệu chuẩn cho toàn bộ báo cáo.
N5249B giá bao nhiêu và cần chuẩn bị gì?
N5249B giá không có một con số chung, vì báo giá là tổng của số cổng, test set, số nguồn, bộ điều chế xung và các ứng dụng đo đi kèm. Trước khi liên hệ báo giá, nên chuẩn bị bốn thông tin: dải tần và bậc hài cần quan sát, công suất ra lớn nhất của DUT, danh sách phép đo (tham số S, nén, IMD, tạp âm, xung) và số cổng của linh kiện. Từ đó mới lập được cấu hình Keysight N5249B sát nhu cầu.
Techmaster là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn đạt ISO/IEC 17025, hỗ trợ tư vấn cấu hình và hiệu chuẩn định kỳ cho N5249B PNA-X 8,5 GHz. Xem thêm các dòng máy khác tại trang Keysight của Techmaster.
Câu hỏi thường gặp
Dải tần của Keysight N5249B là bao nhiêu?
Dải tiêu chuẩn là 10 MHz đến 8,5 GHz. Theo configuration guide của Keysight, tùy chọn mở rộng tần số thấp đưa điểm bắt đầu xuống 900 Hz.
N5249B đo được hài bậc mấy của bộ khuếch đại?
Tùy tần số cơ bản. Với trần 8,5 GHz, hài bậc hai nằm trong dải khi tần số cơ bản không quá 4,25 GHz, hài bậc ba khi không quá khoảng 2,83 GHz.
Muốn đo hệ số tạp âm trên N5249B cần cấu hình gì?
Theo tài liệu Keysight, ứng dụng S93029B yêu cầu S93080B và một trong các test set 219, 222, 224, 419, 422 hoặc 423.
