Đo dòng tiêu thụ của một thiết bị chạy pin là bài toán mà bộ nguồn thông thường không giải được: dòng nghỉ ở mức nanoampe và dòng phát sóng ở mức ampe xuất hiện trong cùng một chu kỳ, cách nhau sáu bậc độ lớn. Máy phân tích nguồn DC Keysight N6705C được thiết kế đúng cho khoảng trống này — nó gộp bộ nguồn, đồng hồ vạn năng, máy hiện sóng và bộ ghi dữ liệu vào một thùng máy bốn khe. Bài viết đi qua năm điểm khiến thiết bị này khác biệt so với việc ghép ba máy rời.
Điểm nổi bật 1: bốn khe module, tổng công suất tới 600 W
N6705C là khung máy, không phải một bộ nguồn cố định. Bốn khe của nó nhận module thuộc họ N6700, đặt riêng theo nhu cầu, với tổng công suất tới 600 W.
Ý nghĩa thực tế nằm ở chỗ bạn cấu hình được một khung máy không đối xứng. Ví dụ: một khe dùng module dòng thấp độ phân giải cao để cấp cho khối vi điều khiển và đo dòng nghỉ; một khe dùng module công suất cao cấp cho khối khuếch đại công suất; hai khe còn lại cấp các mức phụ. Cả bốn nằm chung một khung, chung một màn hình, chung một mốc thời gian.
Đây cũng là điểm cần cân nhắc khi lập ngân sách: giá khung máy chưa gồm module. Danh sách module phải chốt cùng lúc với khung, vì đặc tính đo — dải dòng, độ phân giải, khả năng hấp thụ dòng ngược — nằm ở module chứ không ở khung.
Điểm nổi bật 2: độ phân giải đo 18 bit
Đây là con số quan trọng nhất của thiết bị. Keysight công bố độ chính xác tới 0,025% + 50 µV cho phép đo điện áp và tới 0,025% + 8 nA cho phép đo dòng, với bộ chuyển đổi 18 bit.
Thành phần cộng thêm mới là phần đáng chú ý. Ngưỡng 8 nA nghĩa là máy phân biệt được các mức dòng ở thang nanoampe — đúng dải mà thiết bị IoT nằm khi ngủ. Với một cảm biến không dây chạy pin cúc áo, dòng nghỉ chênh nhau vài chục nanoampe sẽ dịch tuổi thọ pin từ mười tám tháng xuống mười hai tháng. Bộ nguồn thông thường với đồng hồ 5½ chữ số đơn giản là không nhìn thấy khác biệt đó.
Độ phân giải 18 bit cũng cho phép một việc mà thiết bị đo rời khó làm: quan sát dòng trong lúc thay đổi dải mà không mất dấu vết. Khi thiết bị chuyển từ ngủ sang phát, dòng nhảy nhiều bậc trong vài micro giây — và chính đoạn chuyển tiếp đó thường là nơi chứa chi phí năng lượng bị bỏ sót.
Điểm nổi bật 3: chức năng máy hiện sóng số hoá tới 200 kHz
N6705C số hoá đồng thời điện áp và dòng với băng thông tới 200 kHz và bộ nhớ 512 kpts. Đây là thứ biến nó từ “bộ nguồn có đồng hồ tốt” thành công cụ phân tích.
Sự khác biệt so với cách làm truyền thống rất lớn. Cách cũ là mắc một điện trở shunt vào đường cấp nguồn rồi đo sụt áp trên đó bằng máy hiện sóng. Cách này có ba vấn đề: shunt gây sụt áp làm sai điều kiện làm việc của mạch; chọn giá trị shunt là đánh đổi giữa độ nhạy ở dòng thấp và sụt áp ở dòng cao; và bạn phải tự đồng bộ hai phép đo.
Với N6705C, đường dẫn đo nằm bên trong máy, dòng và áp lấy cùng mốc thời gian, và không có shunt ngoài nào chen vào mạch. Bạn nhìn được dạng sóng dòng trong lúc thiết bị khởi động, đo được xung dòng đỉnh khi động cơ hoặc mô-đun vô tuyến bật, và tính được năng lượng tiêu thụ của một chu kỳ hoạt động.
Điểm nổi bật 4: bộ ghi dữ liệu chạy dài ngày
Chức năng datalogger ghi ở khoảng thời gian từ 20 µs tới 60 giây, với tốc độ tối đa 50.000 số đọc mỗi giây.
Dải chỉnh rộng này phục vụ hai kiểu công việc khác hẳn nhau bằng cùng một khối. Ở đầu nhanh, khoảng 20 µs cho phép ghi lại từng sự kiện trong một chu kỳ đánh thức của thiết bị nhúng. Ở đầu chậm, khoảng 60 giây cho phép chạy một phép đo kéo dài nhiều ngày mà không lấp đầy bộ nhớ — dùng để dựng hồ sơ tiêu thụ của thiết bị qua trọn một chu kỳ vận hành thực tế, gồm cả các giai đoạn nhàn rỗi dài.
Đây là dữ liệu khó thu bằng cách khác. Ước lượng tuổi thọ pin dựa trên dòng trung bình đo tại một thời điểm thường sai lệch lớn, vì nó bỏ qua các đỉnh ngắn và bỏ qua sự thay đổi hành vi theo thời gian.
Điểm nổi bật 5: máy phát sóng tuỳ ý trên đường cấp nguồn
Khối arb tích hợp có băng thông tới 100 kHz và công suất tới 500 W, cho phép nguồn phát ra dạng sóng thay vì chỉ giữ một mức không đổi.
Ứng dụng trực tiếp nhất là mô phỏng điều kiện nguồn xấu để kiểm tra sức chịu của thiết bị. Bạn dựng được kịch bản sụt áp ngắn, gợn sóng chồng lên mức một chiều, hoặc đường cong phóng điện của pin theo thời gian — rồi quan sát thiết bị phản ứng thế nào. Đây là loại thử nghiệm mà tiêu chuẩn nghiệm thu thường yêu cầu nhưng bộ nguồn thông thường không tạo được.
Máy giao tiếp qua GPIB, LAN theo chuẩn LXI và USB, nên toàn bộ kịch bản trên tự động hoá được và ghép vào giàn thử nghiệm sẵn có.
Khi nào N6705C là lựa chọn đúng — và khi nào không
Thiết bị này hợp lý khi công việc của bạn có ít nhất hai trong ba đặc điểm sau: cần cấp nhiều mức nguồn cho cùng một bo mạch; cần đo dòng trải rộng nhiều bậc độ lớn; và cần gắn phép đo dòng với mốc thời gian của sự kiện. Ba nhóm điển hình là phát triển thiết bị IoT chạy pin, kiểm tra mạch quản lý nguồn, và thử nghiệm mô-đun vô tuyến.
Ngược lại, nếu bạn chỉ cần cấp một mức điện áp ổn định cho bàn thí nghiệm và đọc dòng ở mức miliampe, một bộ nguồn để bàn thông thường đáp ứng đủ với chi phí thấp hơn nhiều. Năng lực phân tích của N6705C chỉ sinh giá trị khi bài toán thật sự chạm tới nó.
Đọc thêm về N6705C
Bài so sánh N6705C với N6705B và cách chọn module N6700 đi sâu vào bước cấu hình bốn khe. Bài năm ứng dụng trong phòng lab điện tử minh hoạ các phép đo cụ thể, còn bài N6705C theo ngành nghề xem thiết bị dưới góc nhìn từng lĩnh vực. Danh mục đầy đủ nằm ở trang thiết bị đo lường.
Mua Keysight N6705C chính hãng ở đâu
Techmaster Electronics là đại lý uỷ quyền của Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn được ANAB (Hoa Kỳ) công nhận theo ISO/IEC 17025 và hỗ trợ kỹ thuật trọn đời. Xem cấu hình và giá tại trang Keysight N6705C, hoặc liên hệ đội kỹ thuật để chọn danh sách module N6700 phù hợp với dải dòng và công suất của bài toán.
Câu hỏi thường gặp
Keysight N6705C có sẵn module nguồn không?
Không. N6705C là khung máy bốn khe với tổng công suất tới 600 W, còn module thuộc họ N6700 được đặt riêng theo nhu cầu. Các đặc tính đo quan trọng như dải dòng, độ phân giải và khả năng hấp thụ dòng ngược nằm ở module chứ không ở khung, nên danh sách module cần chốt cùng lúc với khung máy.
N6705C đo được dòng nhỏ tới mức nào?
Keysight công bố độ chính xác đo dòng tới 0,025% + 8 nA với bộ chuyển đổi 18 bit, nghĩa là máy phân biệt được các mức dòng ở thang nanoampe. Đây là dải mà thiết bị IoT chạy pin nằm khi ở chế độ ngủ, và là khác biệt chính so với bộ nguồn thông thường dùng đồng hồ độ phân giải thấp hơn.
Vì sao không dùng điện trở shunt với máy hiện sóng thay cho N6705C?
Cách dùng shunt có ba hạn chế: shunt gây sụt áp làm sai điều kiện làm việc của mạch; chọn giá trị shunt là đánh đổi giữa độ nhạy ở dòng thấp và sụt áp ở dòng cao; và phép đo dòng với phép đo áp phải tự đồng bộ. N6705C số hoá đồng thời điện áp và dòng bên trong máy với băng thông tới 200 kHz và bộ nhớ 512 kpts, nên hai đại lượng dùng chung một mốc thời gian và không có shunt ngoài chen vào mạch.
