Keysight N1000A là khung máy hiện sóng lấy mẫu DCA-X: tự nó không đo được gì cho tới khi bạn cắm mô-đun quang, điện hoặc TDR vào. Theo data sheet 5992-3271EN của Keysight, một khung máy đo tín hiệu từ 50 MBd tới hơn 80 GBd trên tối đa 16 kênh đồng thời. Bài này đi thẳng vào bàn đo: khởi động, kích khởi, hiệu chuẩn mô-đun và năm lỗi khiến kết quả đo mắt hay jitter sai lệch.
N1000A thông số khung máy: con số nào thuộc mainframe, con số nào thuộc mô-đun?
Với DCA-X Keysight, băng thông, nhiễu và dải bước sóng là thông số của mô-đun. Khung máy quyết định timebase, kích khởi và số kênh. Data sheet ghi cho riêng N1000A:
| Hạng mục | Giá trị theo Keysight |
|---|---|
| Kiểu máy | Lấy mẫu tương đương, tốc độ lấy mẫu tới 250 kSa/s |
| Dải tốc độ, số kênh | 50 MBd tới hơn 80 GBd, tối đa 16 kênh đồng thời |
| Thang thời gian | 100 fs/div tới 50 ms/div |
| Độ dài bản ghi | 16 – 131.072 điểm; tới 268.435.456 điểm khi bật khóa mẫu và “Acquire Entire Pattern” |
| Máy tính tích hợp | Intel i5 bốn nhân, RAM 8 GB, Windows 10 64-bit, SSD từ 240 GB |
| Màn hình | 10,4 inch, 1024 × 768 |
| Khối lượng | 20,5 kg khi chưa lắp mô-đun; mỗi mô-đun 1,2 kg |
Mô-đun mới dùng bộ chuyển đổi A/D 16 bit, còn các mô-đun đời cũ 861xx, 54xxx, 8348x là 14 bit. Về băng thông, data sheet liệt kê ví dụ: N1046A tới 100 GHz điện, N1032A/B tới 120 GHz quang (giá trị đặc trưng), N1055A cho TDR 35 hoặc 50 GHz. Vì vậy khi ai đó nói “máy hiện sóng Keysight N1000A DCA-X trên 100 GHz”, hãy hỏi lại: với mô-đun nào.
Bước 1–3: chuẩn bị bàn đo với Keysight N1000A
Bước 1, khởi động đủ một giờ. Keysight ghi rõ mọi thông số bảo đảm chỉ áp dụng sau khi nhiệt độ ổn định, tức sau một giờ chạy liên tục ở đúng cấu hình đo cuối cùng, trong dải 10 – 40 °C, và khi hiệu chuẩn nội còn hiệu lực. Bật máy rồi đo ngay trong mười phút đầu là đang đo ngoài đặc tả.
Bước 2, bảo vệ đầu vào. Mức vào tối đa khác nhau theo mô-đun: ±2 V (+16 dBm) với N1040A, N1045B, N1046A; +2 V/−1 V với N1055A; chỉ ±1 V (+10 dBm) với N1060A. Ngõ kích khởi trên khung máy chịu tối đa 2 Vpp. Đặt suy hao ngoài khi chưa rõ biên độ, đeo vòng chống tĩnh điện, và giữ bộ đầu nối bảo vệ 2,92 mm đi kèm máy trên ngõ kích khởi.
Bước 3, hiệu chuẩn mô-đun. Với nhiều mô-đun, độ chính xác DC được công bố tại nhiệt độ hiệu chuẩn ±0,5 °C, và Keysight yêu cầu hiệu chuẩn mô-đun lại nếu đã áp dụng bù lệch thời gian phần cứng. Thực tế: hiệu chuẩn sau khởi động, sau khi đổi mô-đun và khi nhiệt độ phòng thay đổi.
Bước 4: chọn chế độ kích khởi và timebase
Máy lấy mẫu tương đương chỉ dựng lại được dạng sóng khi có tín hiệu kích khởi đồng bộ với tín hiệu đo. N1000A có bốn cách:
- Edge trigger: DC tới 2,5 GHz, mức kích −1 V tới +1 V.
- Clock trigger: 50 MHz tới 32 GHz, ghép AC, độ nhạy 200 mVp-p, độ dốc sườn từ 2 V/ns.
- Pattern lock (tùy chọn PLK): cùng dải 50 MHz – 32 GHz, độ dài mẫu từ 1 tới 2²³ (8.388.608) ký hiệu. Cần cho đo TDECQ, cân bằng và jitter trên mẫu dài.
- Free run: kích nội không đồng bộ, chỉ thấy biên độ, không có thông tin thời gian. Dùng để kiểm tra nhanh xem lỗi nằm ở đường kích khởi hay ở tín hiệu.
Jitter của chính khung máy phụ thuộc tùy chọn timebase. Trong dải 500 MHz – 32 GHz, timebase tiêu chuẩn STB là 450 fs rms tối đa (400 fs điển hình), timebase jitter thấp LOJ là 250 fs rms tối đa (200 fs điển hình). Với timebase chính xác PTB, Keysight công bố giá trị đặc trưng ≤90 fs rms khi xung nhịp tham chiếu nằm trong 9 – 44 GHz. Con số 90 fs là của cấu hình có PTB.
Ngõ PTB có giới hạn riêng: tối đa 1,3 Vpp, độ lệch DC ±200 mV. Nếu sườn xung nhịp ngắn hơn 15% chu kỳ (ví dụ dưới 15 ps với xung nhịp 10 GHz), Keysight khuyên làm chậm sườn bằng bộ lọc thông thấp hoặc đoạn cáp. Ngoài xung nhịp vào PTB, vẫn phải cấp tín hiệu kích khởi trừ khi dùng free run.
Bước 5: đo mắt, jitter và TDR trên FlexDCA
Giao diện N1000A giống hệt FlexDCA trên PC của các máy DCA-M, nên quy trình đo dùng chung được cho hai dòng. Với đo mắt PAM4 và TDECQ, bật pattern lock, chọn bộ lọc tham chiếu đúng chuẩn của mô-đun quang, rồi để máy thu toàn bộ mẫu. Bài đo PAM4 và TDECQ giải thích phần lý thuyết phía sau con số phạt.
Với TDR, mô-đun N1055A là đầu đo rời có cáp danh định 1270 mm. Không hiệu chuẩn TDR, sườn bước tới đạt dưới 18 ps (bản 35 GHz) hoặc dưới 7 ps (bản 50 GHz); sau hiệu chuẩn TDR có thể chỉnh từ 15 ps hoặc 6 ps. Sườn càng nhanh càng tách được hai điểm gián đoạn gần nhau, xem bài đo TDR là gì.
Năm lỗi hay gặp khi dùng DCA-X Keysight
- Đo khi máy chưa ổn định nhiệt. Kết quả trôi trong giờ đầu, hai ca đo cho hai con số khác nhau.
- Quên hiệu chuẩn mô-đun sau khi đổi cấu hình. Lệch DC và lệch thời gian giữa các kênh làm sai biên độ và độ lệch kênh.
- Tín hiệu kích khởi yếu hoặc sườn chậm. Dưới 200 mVp-p hay dốc dưới 2 V/ns, jitter tăng và dễ bị đổ cho DUT.
- Nhầm jitter khung máy. Máy cấu hình STB không thể cho nền jitter 90 fs; muốn vậy phải có PTB và xung nhịp tham chiếu phù hợp.
- Bản ghi quá ngắn cho mẫu dài. Không có pattern lock, bản ghi tối đa 131.072 điểm, không đủ cho mẫu PRBS dài.
N1000A giá phụ thuộc cấu hình nào?
N1000A giá không có một con số chung vì khung máy chỉ là phần nền. Báo giá gồm: tùy chọn timebase (STB, LOJ hoặc PTB), PLK cho khóa mẫu, GPI là tùy chọn bắt buộc, các mô-đun quang/điện/TDR, khối khôi phục xung nhịp nếu không có xung nhịp sạch từ DUT, và gói FlexDCA (N1010100A cho R&D, N1010200A cho sản xuất, N1010300A cho toàn vẹn tín hiệu). Tùy chọn PLK, LOJ, PTB đều nâng cấp được sau khi mua. Chốt danh sách phép đo trước, rồi lập cấu hình N1000A để liên hệ báo giá.
Trang sản phẩm Keysight vẫn bán N1000A, không ghi ngừng sản xuất. Nếu đang cân nhắc giữa DCA-M khổ nhỏ và khung DCA-X cho dây chuyền module quang, bài đo kiểm module quang tốc độ cao so sánh hai hướng này. Keysight khuyến nghị kiểm tra đầy đủ thông số mỗi 12 tháng. Techmaster là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn đạt ISO/IEC 17025; xem thêm các dòng máy khác tại trang Keysight của Techmaster hoặc hỏi tư vấn về máy hiện sóng lấy mẫu N1000A.
Câu hỏi thường gặp
Keysight N1000A cần khởi động bao lâu trước khi đo?
Một giờ chạy liên tục ở đúng cấu hình đo cuối cùng, trong dải nhiệt độ 10 – 40 °C và khi hiệu chuẩn nội còn hiệu lực. Thông số bảo đảm của Keysight chỉ áp dụng sau điều kiện này.
N1000A có jitter 90 fs với mọi cấu hình không?
Không. Mức ≤90 fs rms là giá trị đặc trưng khi có tùy chọn timebase chính xác PTB và xung nhịp tham chiếu 9 – 44 GHz. Timebase tiêu chuẩn STB là 450 fs rms tối đa, timebase LOJ là 250 fs rms tối đa.
Băng thông của N1000A là bao nhiêu?
Băng thông do mô-đun quyết định. Theo data sheet, ví dụ N1046A đạt tới 100 GHz điện, N1032A/B tới 120 GHz quang (giá trị đặc trưng), N1055A dùng cho TDR ở 35 hoặc 50 GHz.
