Keysight P5028A là máy phân tích mạng vector USB dòng Streamline, phủ dải tần 100 kHz – 53 GHz với 4 cổng đo tích hợp trong một khối máy chỉ nặng 3,18 kg. Dải tần này mở ra các phép đo sóng milimet, nhưng công suất nguồn và dải động giảm mạnh trên 45 GHz. Bài này đi qua một quy trình đo thực tế từ hiệu chuẩn ECal 1,85 mm tới đo tham số S của một bộ lọc thông dải mmWave và một cặp đường truyền vi sai. Mọi con số trích từ data sheet 5992-3606EN và trang sản phẩm của Keysight.
Keysight P5028A dành cho bài đo nào?
Trong họ Streamline P502xA, Keysight chia làm hai nhánh: các model 4 hoặc 6 cổng tới 20 GHz, và các model chỉ có 4 cổng từ 26,5 GHz tới 53 GHz. P5028A là đỉnh của nhánh thứ hai; model 2 cổng tương ứng là P5008A. Máy không có màn hình, phần mềm VNA chạy trên PC qua USB 3.0.
Ba nhóm bài đo phù hợp nhất với cấu hình này:
- Linh kiện thụ động mmWave: bộ lọc, bộ chia, bộ ghép, suy hao cáp và adapter tới 53 GHz.
- Kết nối vi sai tốc độ cao: cặp vi sai trên PCB, cáp và đầu nối cần đo đủ 16 tham số S của một linh kiện 4 cổng để suy ra tham số hỗn hợp (mixed-mode).
- Phân tích miền thời gian: với phần mềm S97011A, băng thông TDR đạt 53 GHz, thời gian lên tối thiểu của bước TDR là 8,42 ps, độ phân giải trong không gian tự do 1,3 mm.
P5028A thông số cần nắm trước khi đo mmWave
Data sheet tách giá trị bảo đảm (spec) và điển hình (typ). Với bài đo trên 20 GHz, bảng sau quyết định cách đặt công suất, IFBW và đọc kết quả:
| Đoạn tần số | Dải động hệ thống (spec / typ) | Công suất ra tối đa (spec / typ) | Nền nhiễu cổng đo (spec / typ) |
|---|---|---|---|
| 1 MHz – 17 GHz | 137 – 140 dB / 147 – 150 dB | +10 dBm / +13 dBm | −127 đến −130 dBm |
| 30 – 35 GHz | 122 dB / 137 dB | +2 dBm / +8 dBm | −120 dBm / −127 dBm |
| 40 – 45 GHz | 122 dB / 132 dB | +2 dBm / +5 dBm (38 – 45 GHz) | −120 dBm / −127 dBm |
| 45 – 50 GHz | 100 dB / 115 dB | −5 dBm / 0 dBm | −105 dBm / −115 dBm |
| 50 – 53 GHz | 72 dB / 101 dB | −23 dBm / −12 dBm | −95 dBm / −113 dBm |
Dải động trong bảng đo ở IFBW 10 Hz. Điều quan trọng nhất đọc ra: từ 45 GHz trở lên, dải động bảo đảm giảm từ 122 dB xuống 100 dB, rồi còn 72 dB ở đoạn 50 – 53 GHz. Nếu bộ lọc của bạn có dải chặn sâu nằm trong đoạn này, phép đo sẽ chạm nền nhiễu trước khi chạm giới hạn thật của linh kiện.
Chuẩn bị máy phân tích mạng Keysight cho bài đo 53 GHz
Cổng đo của P5028A là đầu nối 1,85 mm cái, trở kháng danh định 50 Ω.:
- Khởi động máy 60 phút với phần mềm VNA đang chạy. Đây là điều kiện Keysight dùng cho mọi giá trị bảo đảm, ở nhiệt độ 25 ± 5 °C.
- Giữ nhiệt độ ổn định. Độ ổn định nhiệt điển hình của P5025A – P5028A là 0,01 dB/°C và 0,4°/°C ở 30 – 40 GHz, nhưng lên 0,03 dB/°C và 0,8°/°C ở 40 – 50 GHz, rồi 0,06 dB/°C và 1,0°/°C ở 50 – 53 GHz.
- Mức hỏng đầu vào: +27 dBm hoặc ±35 VDC.
Với ECal N4694D, hệ số định hướng sau hiệu chuẩn đạt 41 dB ở 20 – 30 GHz, 40 dB ở 30 – 40 GHz, 38 dB ở 40 – 50 GHz và 35 dB ở 50 – 53 GHz. Bộ cơ khí 85058B cho định hướng 37 dB ở 20 – 50 GHz và phối hợp nguồn 41 – 42 dB, đổi lại thao tác lâu hơn. ECal hợp với dây chuyền, 85058B hợp với R&D.
Quy trình đo bộ lọc mmWave và cặp vi sai với Keysight P5028A
Ví dụ: đo một bộ lọc thông dải quanh 40 GHz và một cặp vi sai 4 cổng trên PCB, dùng chung một lần hiệu chuẩn 4 cổng.
Bước 1: Đặt dải quét và số điểm
Đặt dải quét bao trùm cả băng thông và dải chặn cần xem, ví dụ 10 MHz – 53 GHz. Số điểm tối đa 100.003.
Bước 2: Chọn công suất nguồn
Dải quét công suất điển hình là −50 tới +8 dBm ở 24 – 38 GHz và −50 tới +5 dBm ở 38 – 45 GHz.
Bước 3: Chọn IFBW theo độ sâu dải chặn
IFBW chỉnh được từ 1 Hz tới 15 MHz. Mỗi lần mở rộng IFBW gấp 10 lần, nền nhiễu tăng khoảng 10 dB. Nếu dải chặn bộ lọc rơi vào đoạn 45 – 53 GHz, hãy dùng IFBW hẹp và chấp nhận quét chậm hơn.
Bước 4: Hiệu chuẩn 4 cổng tại mặt phẳng đo
Nối ECal vào đầu cáp thử và chạy hiệu chuẩn có hướng dẫn. Với dải 10 MHz – 53 GHz, 201 điểm, IFBW 1 MHz, chu kỳ đo điển hình là 24,5 ms khi chưa hiệu chỉnh, 46,0 ms sau hiệu chuẩn 2 cổng và 112,0 ms sau hiệu chuẩn 4 cổng.
Bước 5: Đo bộ lọc
Nối bộ lọc vào cổng 1 và 2, đọc S21 cho suy hao chèn và độ gợn dải thông, S11 cho suy hao phản xạ. Nhiễu vết biên độ điển hình là 0,0022 dB rms ở 30 – 45 GHz.
Bước 6: Đo cặp vi sai và đọc tham số hỗn hợp
Nối bốn đầu của cặp vi sai vào bốn cổng, đo đủ 16 tham số S, rồi chuyển sang chế độ vi sai để đọc Sdd21 (suy hao vi sai) và Scd21 (chuyển đổi chế độ).
Bước 7: Lưu dữ liệu và kiểm tra lại
Xuất file Touchstone .s2p và .s4p, rồi đo lại một chuẩn kiểm tra để xác nhận hiệu chuẩn chưa trôi.
Đọc kết quả đúng ở đoạn tần số cao
Hai lỗi hay gặp khi đo trên 45 GHz:
- Nhầm nền nhiễu là dải chặn. Ở 50 – 53 GHz, nền nhiễu bảo đảm là −95 dBm và công suất ra bảo đảm là −23 dBm, nên dải động bảo đảm chỉ 72 dB. Kết quả S21 phẳng quanh −70 dB ở đoạn này thường là nền nhiễu chứ không phải bộ lọc.
- Bỏ qua nhiễu vết. Nhiễu vết pha bảo đảm là 0,04° rms ở 30 – 45 GHz nhưng lên 0,18° rms ở 45 – 50 GHz. Khi đo trễ nhóm, nên lấy trung bình vết.
P5028A giá và cấu hình nên chọn
Cấu hình cơ bản là 4 cổng một nguồn. Option 402 bổ sung nguồn thứ hai. Trong hộp có hướng dẫn nhanh, cáp USB 3.0, bộ nguồn AC-DC ngoài, dây nguồn và giấy chứng nhận hiệu chuẩn; bộ ECal hoặc bộ chuẩn cơ khí 1,85 mm và cáp thử mua riêng. Chu kỳ hiệu chuẩn 1 năm.
Về P5028A giá, chi phí phụ thuộc option nguồn, bộ hiệu chuẩn và phần mềm như S97011A, nên vui lòng liên hệ báo giá qua trang máy phân tích mạng vector USB Keysight P5028A. Nếu bài đo chỉ cần tới 14 GHz nhưng nhiều cổng, tham khảo bài ứng dụng Keysight P5023A đo linh kiện 4 cổng. Khi cần vượt quá 53 GHz, xem thêm đo tham số S mmWave và bộ mở rộng tần số.
Techmaster hỗ trợ gì khi triển khai P5028A?
Techmaster Electronics là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn đạt chuẩn ISO/IEC 17025. Chúng tôi hỗ trợ chọn option, bộ hiệu chuẩn và hiệu chuẩn định kỳ cho máy. Xem đầy đủ P5028A thông số và cấu hình trên trang sản phẩm, hoặc các dòng máy khác trong danh mục thiết bị Keysight.
