Keysight N5224B là máy phân tích mạng vector dòng PNA phủ dải 10 MHz – 43,5 GHz (xuống 900 Hz khi có phần cứng mở rộng tần thấp), cấu hình 2 hoặc 4 cổng. Cùng một máy, nhưng mỗi ngành dùng nó cho một việc khác nhau: nhà sản xuất linh kiện cần đo bộ lọc và khuếch đại, nhóm 5G cần đặc tính hóa mô-đun sóng milimet, đơn vị hàng không – quốc phòng cần kiểm thử chuỗi thu phát radar và vệ tinh, còn phòng lab đại học cần một nền tảng đo tham số S cho nghiên cứu. Bài này gắn từng ngành với phép đo cụ thể và con số tương ứng trong tài liệu Technical Specifications của Keysight.
Keysight N5224B đứng ở đâu trong danh mục VNA?
Trên trang sản phẩm, Keysight xếp N5224B vào lớp XN7, cùng lớp với dòng PNA và PNA-X N5264B. Máy có 2 hoặc 4 cổng dựng sẵn, tối đa 2 nguồn tín hiệu nội bộ và không có bộ thu nhiễu thấp tích hợp. Ở cùng mốc 43,5 GHz còn có N5234B thuộc PNA-L và N5244B thuộc PNA-X; khác biệt giữa ba dòng nằm ở số nguồn và phần cứng đo nhiễu, như bài chọn máy phân tích mạng PNA theo số nguồn nội bộ đã phân tích. Bài này đi theo hướng khác: mỗi ngành cần gì từ chiếc máy phân tích mạng PNA Keysight N5224B.
Ngoài đo tham số S, trang sản phẩm liệt kê các ứng dụng phần mềm đo nén độ lợi, méo xuyên điều chế, điều khiển pha nguồn và đo linh kiện vi sai, I/Q. Đối tượng chính là bộ khuếch đại, bộ trộn và bộ đổi tần.
N5224B thông số: những con số dùng xuyên suốt bài
Tài liệu Technical Specifications 9018-04179 mà Keysight công khai cho N5224B mô tả cấu hình metrology: Option 210 (2 cổng, một nguồn) và Option 410 (4 cổng, hai nguồn). Các số công suất và dải động dưới đây áp dụng cho hai cấu hình này; nếu đặt cấu hình khác, cần đối chiếu tài liệu tương ứng khi nhận báo giá.
| Thông số | Giá trị (Keysight) |
|---|---|
| Dải tần | 10 MHz – 43,5 GHz; 900 Hz – 43,5 GHz với mở rộng tần thấp |
| Độ phân giải / độ chính xác tần số | 1 Hz / ±0,7 ppm |
| Dải động hệ thống (spec, IFBW 10 Hz, Opt 210/410) | 121 dB từ 1 GHz đến 26,5 GHz; 112 dB từ 35 GHz đến 43,5 GHz |
| Nền nhiễu cổng đo (spec, IFBW 10 Hz) | −114 dBm từ 1 GHz đến 26,5 GHz; −108 dBm từ 40 GHz đến 43,5 GHz |
| Công suất ra có điều hòa (spec, Opt 210/410) | +7 dBm từ 50 MHz đến 35 GHz; +4 dBm từ 35 GHz đến 43,5 GHz |
| Nhiễu vết biên độ (spec, IFBW 1 kHz) | 0,003 dB rms từ 500 MHz đến 43,5 GHz |
| Băng thông IF | 1 Hz – 15 MHz (danh định) |
| Đầu nối / màn hình | 2,4 mm (đực), 50 Ω / LCD 12,1 inch, 1280 × 800 |
| Khối lượng tịnh | 39,1 kg (Opt 210); 41,8 kg (Opt 410) |
Ngành linh kiện RF và vi ba: bộ lọc, khuếch đại, bộ trộn
Với nhà sản xuất bộ lọc, câu hỏi đầu tiên là máy nhìn sâu được bao nhiêu vào vùng chặn. Dải động hệ thống 121 dB (spec) trong khoảng 1 – 26,5 GHz, điển hình 132 dB ở 3,2 – 10 GHz, cho phép đo suy hao vùng chặn lớn mà không bị nền nhiễu che lấp. Nền nhiễu cổng đo −114 dBm (spec) ở IFBW 10 Hz là giới hạn dưới của phép đo truyền dẫn.
Với bộ khuếch đại, phép đo cần nhất là nén độ lợi. Ứng dụng đo nén độ lợi quét công suất ở từng tần số; ngưỡng nén 0,1 dB của bộ thu cổng đo là +12 dBm điển hình trong khoảng 100 MHz – 40 GHz, đủ để đo đầu ra của nhiều bộ khuếch đại công suất nhỏ khi có suy hao phù hợp. Với bộ trộn và bộ đổi tần, cấu hình 4 cổng có hai nguồn cho phép cấp RF và LO đồng thời; quy trình hiệu chuẩn và đo tổn hao chuyển đổi được trình bày trong bài đo bộ trộn tần trên VNA.
Viễn thông và 5G: đặc tính hóa mô-đun sóng milimet
Với nhóm thiết kế viễn thông, máy phân tích mạng Keysight N5224B được dùng chủ yếu ở tầng mô-đun. Băng 5G FR2 n257, n258 và n261 nằm trong khoảng 24,25 – 29,5 GHz, n260 nằm quanh 37 – 40 GHz. Toàn bộ nằm dưới trần 43,5 GHz, nên một máy phủ được mạch đầu cuối RF, mô-đun ăng-ten và cáp trạm gốc. Trong khoảng 26,5 – 35 GHz, dải động hệ thống còn 117 dB (spec), đủ cho phép đo bộ lọc và bộ song công băng milimet.
Ở tần số này, sai số không chỉ đến từ máy mà từ cáp và đầu nối. Đầu nối 2,4 mm của N5224B phù hợp dải tần này, nhưng lực siết và độ uốn cáp vẫn quyết định độ lặp lại; nên kiểm tra độ ổn định pha của cáp thử trước khi hiệu chuẩn.
Hàng không, quốc phòng và vệ tinh
Radar băng X, Ku và đường xuống vệ tinh băng Ka (khoảng 17,7 – 21,2 GHz) đều nằm trong dải đo. Ở các hệ thống này, phép đo quan trọng là pha: hệ ăng-ten mảng pha cần các kênh khớp pha với nhau. Nhiễu vết pha của N5224B là 0,020° rms (spec, IFBW 1 kHz) trong khoảng 500 MHz – 26,5 GHz và 0,030° rms từ 26,5 đến 43,5 GHz, cho phép so độ lệch pha giữa các kênh ở mức nhỏ.
Tài liệu Keysight còn mô tả ứng dụng đo nhiễu pha S930317B trên N5224B, gồm nhiễu pha tuyệt đối và nhiễu pha dư. Nhờ vậy có thể kiểm tra nguồn dao động trong chuỗi thu phát radar mà không dựng thêm hệ đo riêng.
Sản xuất: độ lặp lại và số cổng
Dây chuyền cần kết quả lặp lại giữa các ca. Nhiễu vết biên độ 0,003 dB rms (spec) từ 500 MHz đến 43,5 GHz ở IFBW 1 kHz giúp giới hạn đạt/không đạt không bị nhiễu đo làm lệch. Băng thông IF chọn được từ 1 Hz đến 15 MHz cho phép đánh đổi giữa tốc độ quét và nền nhiễu: IFBW rộng để quét nhanh linh kiện suy hao thấp, IFBW hẹp khi cần nhìn sâu vào vùng chặn.
Cấu hình 4 cổng có lợi khi linh kiện có nhiều đầu ra như bộ chia, bộ ghép hay linh kiện vi sai: một lần kết nối đo được toàn bộ ma trận tham số S, bớt thao tác đổi cáp. Hiệu chuẩn bằng mô-đun ECal (tài liệu Keysight nêu N4693A 2 cổng) rút ngắn thời gian so với bộ chuẩn cơ khí 85056A.
R&D, viện nghiên cứu và đại học
Với nhóm nghiên cứu, N5224B phục vụ thiết kế bộ lọc, đặc tính hóa vật liệu và mạch tích hợp sóng milimet. Khi đo trên wafer, cần dịch mặt phẳng tham chiếu tới đầu kim dò; bài de-embedding đồ gá on-wafer trình bày chuẩn ISS và LRRM cho việc này. Mở rộng tần thấp xuống 900 Hz cũng có ích cho các đề tài cần đo từ gần DC tới vi ba trên cùng một máy.
Với giảng dạy, màn hình cảm ứng 12,1 inch và giao diện đa chạm giúp sinh viên thao tác trực quan trên biểu đồ Smith và biểu đồ biên độ – pha.
N5224B giá: những gì quyết định báo giá
Không có một mức giá chung cho N5224B, vì chi phí phụ thuộc cấu hình: 2 hay 4 cổng, có mở rộng tần thấp hay không, các ứng dụng phần mềm đi kèm (nén độ lợi, méo xuyên điều chế, nhiễu pha), bộ hiệu chuẩn cơ khí hay ECal, và bộ cáp thử 2,4 mm. Hãy gửi dải tần, số cổng và loại phép đo ngành của bạn cần, rồi liên hệ báo giá để Techmaster lập cấu hình phù hợp.
Techmaster Electronics 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. Xem thêm các dòng máy khác tại trang thiết bị đo Keysight, hoặc xem chi tiết Keysight N5224B tại Techmaster.
