Một phòng thử nghiệm radar cần đo độ rộng xung và công suất đỉnh; một dây chuyền module RF chỉ cần kiểm tra công suất trung bình ở vài tần số. Chọn nhầm lớp máy thì hoặc thừa tính năng, hoặc đo xung mà chỉ nhận về một con số trung bình. Bài này đặt Keysight N1911A cạnh bản hai kênh N1912A, máy đo đỉnh thế hệ trước E4416A và máy đo trung bình N1913A, dùng đúng số liệu Keysight công bố để vạch ranh giới giữa chúng.
N1911A thông số: máy đo đỉnh một kênh lớp P-Series
Trên trang sản phẩm keysight.com, máy đo công suất RF Keysight N1911A được xếp vào lớp PM2, một kênh, đo được công suất đỉnh, công suất trung bình, tỉ số đỉnh trên trung bình, thời gian lên, thời gian xuống và độ rộng xung. Máy có thêm phân tích thống kê CCDF tốc độ cao. Hai con số tạo nên khác biệt của nó là băng thông video 30 MHz và tốc độ lấy mẫu 100 triệu mẫu mỗi giây ở chế độ thu thời gian thực đơn phát.
Phần còn lại của bảng N1911A thông số: dải tần 9 kHz đến 110 GHz và dải động −70 đến +44 dBm, cả hai phụ thuộc cảm biến; dải động khi đo đỉnh là −35 đến +20 dBm. Giao tiếp USB, LAN và GPIB có sẵn, tuân thủ LXI-C. Keysight nêu thêm tính năng tự zero và tự hiệu chuẩn nội, 22 định dạng tín hiệu dựng sẵn và chu kỳ hiệu chuẩn 2 năm; máy được hỗ trợ trong ứng dụng BenchVue BV0007B.
So sánh Keysight N1911A với N1912A, E4416A và N1913A
Bảng chỉ gồm hạng mục đã xác minh trên trang sản phẩm keysight.com; dấu gạch là hạng mục không nêu hoặc không áp dụng.
| Hạng mục | N1911A | N1912A | E4416A | N1913A |
|---|---|---|---|---|
| Loại phép đo | Đỉnh và trung bình | Đỉnh và trung bình | Đỉnh và trung bình | Trung bình |
| Số kênh | 1 | 2 | 1 | 1 |
| Băng thông video | 30 MHz | 30 MHz | 5 MHz | — |
| Tốc độ lấy mẫu | 100 triệu mẫu/s | 100 triệu mẫu/s | 20 triệu mẫu/s | — |
| Dải tần (theo cảm biến) | 9 kHz – 110 GHz | 9 kHz – 110 GHz | 9 kHz – 110 GHz | DC – 120 GHz |
| Dải động (theo cảm biến) | −70 đến +44 dBm | −70 đến +44 dBm | −70 đến +44 dBm | −70 đến +44 dBm |
| Dải động đo đỉnh | −35 đến +20 dBm | −35 đến +20 dBm | −35 đến +20 dBm | — |
| Định dạng dựng sẵn | 22 | 22 | 8 | — |
| Cảm biến đo đỉnh | N192XA | N192XA, E932x | E9320 | — |
| Giao tiếp | USB, LAN, GPIB | USB, LAN, GPIB | — | LAN, USB, GPIB |
Ba điều rút ra. Một, N1911A và Keysight N1912A giống nhau về chỉ tiêu đo; khác biệt là số kênh, và trang N1912A nêu thêm hàm hiệu và tỉ số giữa hai kênh. Hai, so với E4416A, N1911A có băng thông video rộng gấp 6 lần và tốc độ lấy mẫu gấp 5 lần, yếu tố quyết định khi xung ngắn. Ba, N1913A có dải tần và dải động tương đương nhưng chỉ đo công suất trung bình, đổi lại tương thích rộng với cảm biến USB U2000, U8480, U2050 X-Series.
Đỉnh, trung bình và burst: máy đo thực sự nhìn thấy gì
Máy đo công suất trung bình lấy trung bình năng lượng trong khoảng thời gian dài so với chu kỳ tín hiệu — đúng thứ cần với sóng liên tục. Với xung radar hay khung TDMA, nó chỉ cho biết công suất trung bình nhân với chu kỳ làm việc — không nói gì về đỉnh xung, độ vọt lố hay độ sụt đỉnh.
Đo xung: băng thông video và tốc độ lấy mẫu
Để thấy hình dạng xung, máy phải theo kịp đường bao công suất. Băng thông video là giới hạn đó: cạnh xung càng dốc, băng thông cần càng rộng. Tốc độ lấy mẫu quyết định có bao nhiêu điểm rơi trên một xung ngắn khi chỉ bắt được một lần. Với 30 MHz và 100 triệu mẫu/s, N1911A đo trực tiếp thời gian lên, thời gian xuống và độ rộng xung từ một lần thu. Với máy băng thông 5 MHz như E4416A, cạnh của xung ngắn bị chính máy đo làm tròn.
Tín hiệu điều chế số: tỉ số đỉnh trên trung bình và CCDF
Với tín hiệu dạng OFDM, đỉnh không xảy ra theo chu kỳ mà xuất hiện ngẫu nhiên. Con số hữu ích là tỉ số đỉnh trên trung bình và đường CCDF — xác suất công suất tức thời vượt một mức cho trước. Đây là dữ liệu dùng để đánh giá độ nén của bộ khuếch đại công suất. N1911A có sẵn CCDF tốc độ cao, cùng 22 định dạng dựng sẵn để cài nhanh cổng thời gian cho từng chuẩn.
Khi nào công suất trung bình là đủ
Kiểm tra mức ra bộ phát sóng liên tục, đo suy hao cáp, đo đáp ứng tần số bộ lọc: các bài toán này không cần phân giải thời gian, và máy đo trung bình như N1913A là lựa chọn gọn hơn.
Chọn cảm biến: nửa còn lại của phép đo
Máy đo công suất RF Keysight chỉ là bộ xử lý; cảm biến quyết định dải tần, dải động và khả năng đo đỉnh. Theo trang sản phẩm, N1911A làm việc với hai nhóm:
- Cảm biến băng rộng N192XA cho phép đo đỉnh và phân tích xung. Ví dụ N1921A phủ 50 MHz đến 18 GHz, dải công suất −35 đến +20 dBm, băng thông video 30 MHz, đầu nối Type-N, hệ số hiệu chuẩn lưu trong EEPROM.
- Cảm biến N8480, 8480 và E-series khi cần dải động rộng −70 đến +44 dBm hoặc tần số thấp tới 9 kHz, cao tới 110 GHz — chủ yếu cho phép đo trung bình.
Điểm hay bị bỏ qua: dải động khi đo đỉnh chỉ từ −35 đến +20 dBm, hẹp hơn nhiều so với dải −70 đến +44 dBm ghi ở dòng đầu bảng. Tín hiệu xung mạnh hơn +20 dBm cần bộ suy hao hoặc coupler phía trước. So sánh chi tiết hai cảm biến đo đỉnh có trong bài chọn cảm biến công suất đỉnh N1921A và N1922A.
Cây quyết định: chọn máy đo công suất nào
- Tín hiệu là sóng liên tục, hoặc chỉ cần công suất trung bình? Chọn máy đo trung bình như N1913A. Nếu cần phân tích xung, burst hoặc CCDF, chuyển sang câu 2.
- Xung ngắn, cần đo thời gian lên, xuống, độ rộng xung chính xác? Cần băng thông video 30 MHz và 100 triệu mẫu/s của dòng P-Series thay vì 5 MHz của E4416A.
- Cần đo đồng thời hai điểm — vào và ra của bộ khuếch đại, hoặc sóng tới và sóng phản xạ qua coupler? Chọn N1912A với hàm hiệu và tỉ số giữa hai kênh.
- Chỉ một điểm đo mỗi lần? Chọn máy đo công suất RF Keysight N1911A.
Câu hỏi “có thực sự cần hai kênh” ở thế hệ EPM-P đã được phân tích trong bài so sánh E4417A và E4416A.
Bốn lỗi khiến phép đo đỉnh sai
- Dùng cảm biến đo trung bình rồi đọc giá trị đỉnh. Máy băng thông rộng không bù được cảm biến chậm.
- Đưa xung vượt +20 dBm vào cảm biến đo đỉnh mà không có suy hao.
- Không đặt cổng thời gian khi đo khung TDMA, khiến công suất khe trống bị gộp vào kết quả.
- Bỏ qua zero và hiệu chuẩn trước phép đo mức thấp, dù N1911A cho làm việc này ngay khi cảm biến đang nối với thiết bị.
Chốt lại
Keysight N1911A dành cho người cần nhìn thấy đường bao công suất: xung radar, burst, tín hiệu điều chế số có tỉ số đỉnh trên trung bình cao. Nếu bài toán là hai điểm đo cùng lúc, N1912A là cùng chỉ tiêu với hai kênh. Nếu chỉ cần công suất trung bình, một máy đo trung bình như N1913A là cấu hình gọn hơn. Đang dùng E4416A mà gặp xung ngắn, khác biệt 30 MHz so với 5 MHz là lý do cụ thể để nâng cấp. Xem thêm danh mục thiết bị đo Keysight.
Cần tư vấn cảm biến cho phép đo xung hoặc tra N1911A giá? Techmaster Electronics là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn ISO/IEC 17025 và kỹ sư RF hỗ trợ chọn cấu hình.
