Keysight U8488A là cảm biến công suất nhiệt điện (thermocouple) kết nối USB, đầu nối 1,85 mm, đo công suất trung bình từ 10 MHz đến 67 GHz trong dải −35 đến +20 dBm. Cảm biến cắm thẳng vào máy tính hoặc máy Keysight có cổng USB, không cần máy đo công suất rời. Bài này đi thẳng vào quy trình đo hằng ngày: zero, hiệu chuẩn nội, chọn chế độ, chăm sóc đầu nối và tính bất định. Mọi con số lấy từ data sheet 5991-1410EN và fact sheet 5991-1383EN của Keysight.
Keysight U8488A đo được gì, và không đo được gì?
Trong dòng U8480, với U8488A Keysight chỉ công bố một cấu hình là tùy chọn 100: ghép AC, đo từ 10 MHz tới 67 GHz. Đoạn 67 – 70 GHz trong data sheet chỉ là số đặc tính. Trang sản phẩm trên keysight.com có chỗ ghi “DC to 67 GHz”; tuy nhiên danh mục đặt hàng trong cả data sheet lẫn fact sheet không có tùy chọn ghép DC cho U8488A. Nếu bài đo cần xuống tới DC, hãy xác nhận cấu hình với Techmaster trước khi chốt đơn.
Là đầu đo nhiệt điện, U8488A đo công suất trung bình của mọi dạng sóng nhưng không đo công suất đỉnh. Tín hiệu yếu hơn −35 dBm cần đầu đo diode; tín hiệu trên +20 dBm phải qua suy hao.
U8488A thông số cần nhớ trước khi đo
- Ngưỡng hỏng: 25 dBm công suất trung bình; 15 W đỉnh trong 2 µs. Chỉ cách mức tối đa đo được 5 dB, nên luôn tính trước mức ra của DUT.
- Độ tuyến tính: ±0,50% tới +15 dBm và ±0,55% từ +15 đến +20 dBm, ở 25 ±10 °C.
- Zero set: ±25 nW; trôi zero: ±5,5 nW. Hai số này chi phối bất định khi đo gần −35 dBm.
- Tốc độ: 20 lần đọc/giây (Normal), 40 (Double), 900 (Fast).
- Hiệu chuẩn định kỳ: Keysight khuyến nghị 1 năm.
Bước 1 – 3: khởi động, zero và hiệu chuẩn nội
Bước 1, ổn định nhiệt. Data sheet chỉ bảo đảm thông số khi cảm biến được để ở nhiệt độ ổn định ít nhất hai giờ và đã cấp nguồn tối thiểu 30 phút. Số zero set ±25 nW được đo sau ít nhất một giờ bật máy.
Bước 2, zero tại chỗ. U8480 tích hợp nguồn tham chiếu DC và mạch chuyển mạch bên trong thân cảm biến. Bạn không phải tháo cảm biến khỏi DUT: chỉ cần tắt đầu ra RF của DUT rồi chạy zero. Lệnh zero mất khoảng 16 giây. Nếu DUT còn rò công suất, zero sẽ sai đúng bằng lượng rò đó.
Bước 3, hiệu chuẩn nội. Hiệu chuẩn nội mất 1,5 giây, độ chính xác ±0,52% ở 25 ±10 °C. Cảm biến không cần nguồn chuẩn 1 mW bên ngoài, nên giảm được số lần cắm rút đầu nối, điều đặc biệt đáng giá với đầu nối 1,85 mm. Hiệu chuẩn ngoài vẫn có, mất 9 giây.
Lặp lại zero khi nhiệt độ phòng thay đổi hoặc trước phép đo ở mức thấp.
Bước 4 – 6: tần số, chế độ đo và số lần trung bình
Bước 4, nhập tần số. Cảm biến dùng tần số để tra hệ số hiệu chuẩn (CF) đã lưu; nhập sai tần số là sai CF.
Bước 5, chọn chế độ tốc độ. Normal cho 20 lần đọc/giây, ít nhiễu nhất; Double cho 40; Fast cho 900 khi tắt lấy trung bình. Ở chế độ Fast, Keysight khuyên dùng bộ đệm đo (trigger count lớn hơn 1) để giảm thời gian trễ phụ thuộc cảm biến.
Bước 6, chọn số lần trung bình. Mỗi lần nhân đôi số trung bình làm nhiễu giảm nhưng thời gian xác lập tăng gần gấp đôi. Ở Normal, 16 lần trung bình xác lập trong 0,85 giây; 256 lần cần 12,6 giây. Ở Fast, 512 lần chỉ cần khoảng 0,53 giây. Đo gần −35 dBm thì tăng trung bình.
Chăm sóc đầu nối 1,85 mm ở dải sóng milimet
Ở 40 – 67 GHz, SWR tối đa của U8488A là 1,42, trong khi ở 2,4 – 12,4 GHz chỉ 1,13. Đầu nối bẩn hay mòn làm phản xạ tăng thêm. Thói quen tối thiểu:
- Soi mặt đầu nối trước mỗi phiên đo; làm sạch bằng dung dịch và que chuyên dụng cho đầu nối chính xác.
- Chỉ xoay đai ốc, không xoay thân cảm biến; siết bằng cờ lê lực đúng chuẩn đầu nối.
- Cảm biến nặng 0,22 kg, nên đỡ thân khi cắm vào cổng DUT để không tạo mô-men uốn.
- Dùng bộ chuyển đổi bảo vệ cho các cổng hay cắm rút; giữ nắp chụp khi cất.
Giảm bất định: gamma, tham số S và MU thời gian thực
Ba nguồn bất định lớn nhất khi đo công suất trung bình là bất định hệ số hiệu chuẩn, mất phối hợp trở kháng và phần zero/nhiễu ở mức thấp. Với U8488A, bất định CF điển hình ở 25 ±10 °C là 2,80% trong băng 2 – 12,4 GHz, 5,49% ở 26,5 – 50 GHz và 6,06% ở 50 – 67 GHz. Số chính xác của từng cảm biến nằm trong báo cáo hiệu chuẩn riêng.
Mất phối hợp thường còn lớn hơn. Ví dụ tính: cảm biến có SWR 1,42 (Γ ≈ 0,17), nguồn có SWR 1,5 (Γ = 0,2). Giới hạn mất phối hợp (1 ± 0,2 × 0,17)² cho khoảng +7,1% / −6,8%. U8488A có hai công cụ cắt phần này:
- Hiệu chỉnh gamma: nhập hệ số phản xạ của DUT qua SCPI hoặc BenchVue để loại sai số mất phối hợp.
- Hiệu chỉnh tham số S: đo suy hao, cáp hay bộ chuyển đặt giữa DUT và cảm biến bằng máy phân tích mạng, xuất file Touchstone rồi nạp vào cảm biến. Kết quả đọc như thể cảm biến cắm trực tiếp vào DUT.
Cảm biến cũng tính bất định đo (MU) theo thời gian thực và hiển thị song song với giá trị công suất. Bài so sánh U8481A với các model cùng dòng U8480 giải thích thêm cách chọn cấu hình ghép AC hay DC cho các model dải thấp hơn.
Thay máy đo công suất RF Keysight bằng BenchVue, SCPI hoặc máy chủ
U8488A giao tiếp USB 2.0 chuẩn USB-TMC, lập trình bằng SCPI, Keysight VEE, LabVIEW hoặc Visual Basic. Có ba cách dùng:
- BenchVue BV0007B: hiển thị, ghi log, xuất CSV/Excel/MATLAB, lưu bảng gamma và tham số S. Hộp máy kèm bản dùng thử 30 ngày.
- Script tự động: qua VISA của Keysight IO Libraries; tra lệnh trong programming guide dòng U8480.
- Cắm vào máy Keysight khác: FieldFox và MXG biến cảm biến thành máy đo công suất; MXG còn dùng được cho hiệu chỉnh độ phẳng (UFC). PNA, PNA-L và PNA-X dùng U8480 để hiệu chuẩn công suất nguồn.
Như vậy một cảm biến USB thay được vai trò của một chiếc máy đo công suất RF Keysight để bàn trong nhiều bài đo công suất trung bình. Xem thêm các dòng máy khác tại trang Keysight của Techmaster.
U8488A giá và cấu hình đặt hàng
Mã đặt hàng là U8488A-100. Hộp máy gồm cáp cảm biến 1,5 m, cáp trigger BNC – SMB, giấy chứng nhận hiệu chuẩn và bộ chuyển 2,4 mm (cái) sang N (đực). Tùy chọn thêm: cáp 3 m hoặc 5 m, dữ liệu hiệu chuẩn ISO 17025 (1A7), BenchVue BV0007B. Về U8488A giá, cấu hình và thời gian giao hàng, vui lòng liên hệ báo giá với Techmaster. Chi tiết tại trang cảm biến công suất nhiệt điện USB U8488A.
Techmaster là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn ISO/IEC 17025.
Checklist trước mỗi phiên đo
- Cảm biến đã cấp nguồn ít nhất 30 phút, lý tưởng một giờ.
- Mức ra DUT đã tính, đảm bảo vào cảm biến không quá +20 dBm.
- Đầu nối 1,85 mm đã soi, làm sạch, siết đúng lực.
- Tắt RF của DUT, chạy zero; sau đó hiệu chuẩn nội.
- Nhập đúng tần số; nạp bảng gamma hoặc file Touchstone nếu có linh kiện xen giữa.
- Ghi lại MU cùng kết quả; kiểm tra hạn hiệu chuẩn còn trong 12 tháng.
Xem U8488A thông số đầy đủ trên trang sản phẩm.
