Keysight 81150A và 81160A dùng chung khung máy và giao diện lập trình, nên dễ bị xem chỉ là hai mức tần số: 120 MHz và 330 MHz. Khác biệt thật nằm ở tầng khuếch đại ngõ ra. Keysight 81150A có hai bộ khuếch đại chọn được, trong đó một bộ cho biên độ tới 10 Vpp trên tải 50 Ω; 81160A chỉ có một bộ khuếch đại nhưng cho sườn xung nhanh hơn. Bài này so sánh hai model bằng số liệu data sheet 5989-6433EN của Keysight và đưa ra các bước chọn máy.
Bốn chức năng trong một thân máy
Theo Keysight, cả 81150A và 81160A đều gộp bốn khối vào một thiết bị: máy phát xung, máy phát hàm và sóng tùy ý, máy phát nhiễu, và máy phát pattern tùy chọn. Những điểm hai model có chung:
- Kênh: bản 1 kênh hoặc 2 kênh; hai kênh chạy độc lập hoặc ghép với độ trễ xác định giữa chúng. Ngõ ra chọn đơn cực hoặc vi sai.
- Dạng sóng: xung, sine, vuông, ramp, nhiễu và sóng tùy ý với DAC 14 bit.
- Điều chế: AM, FM, PM, FSK, PWM, cùng quét tần số và burst. Kênh 2 có thể làm nguồn điều chế cho kênh 1.
- Đổi thông số không gián đoạn: thay đổi độ trễ, tần số, thời gian chuyển mức, độ rộng xung và duty cycle mà không sinh glitch.
- Giao tiếp: GPIB, LAN, USB 2.0; LXI class C, lập trình SCPI-1997 và IEEE-488.2.
Chọn sai model thường chỉ lộ ra khi đấu vào mạch thật: biên độ không đủ, hoặc sườn xung chậm hơn yêu cầu. Bài máy phát xung tần số cao Keysight 81160A đã đi sâu vào phía 330 MHz; bài này nhìn từ phía 81150A.
81150A thông số so với 81160A
Bảng dưới gom các chỉ tiêu khác nhau giữa hai model. HB là bộ khuếch đại băng rộng, HV là bộ khuếch đại điện áp cao của 81150A. Biên độ tính cho nguồn 50 Ω vào tải 50 Ω, trừ khi ghi khác.
| Chỉ tiêu | 81150A (HB) | 81150A (HV) | 81160A |
|---|---|---|---|
| Tần số xung tối đa | 120 MHz | 50 MHz | 330 MHz |
| Tần số sine tối đa | 240 MHz | 50 MHz | 500 MHz |
| Biên độ vào tải 50 Ω | 50 mVpp – 5 Vpp | 100 mVpp – 10 Vpp | 50 mVpp – 5 Vpp |
| Biên độ khi hở mạch | 100 mVpp – 10 Vpp | 200 mVpp – 20 Vpp | 100 mVpp – 10 Vpp |
| Trở kháng ngõ ra | Chọn 50 Ω hoặc 5 Ω | 50 Ω | |
| Thời gian chuyển mức xung (10–90%) | 2,5 ns – 1000 s | 7,5 ns – 1000 s | 1,0 ns – 1000 s |
| Độ rộng xung nhỏ nhất | 4,1 ns | 10 ns | 1,5 ns |
| Băng thông nhiễu (điển hình) | 120 MHz | 40 MHz | 160 MHz |
| Tốc độ DAC sóng tùy ý | 2 GSa/s, tối đa 512 k điểm | 2,5 GSa/s, tối đa 256 k điểm | |
| Pattern tùy chọn | 120 Mbit/s (Option PAT) | 330 hoặc 660 Mbit/s | |
Đọc bảng: băng thông đổi lấy điện áp
Hai bộ khuếch đại của 81150A
Theo Keysight, 81160A phủ toàn dải bằng một bộ khuếch đại, còn 81150A tách thành bộ băng rộng và bộ điện áp cao. Khi chuyển 81150A sang bộ HV, biên độ vào tải 50 Ω tăng gấp đôi lên 10 Vpp, cửa sổ điện áp mở ra ±10 V, nhưng tần số tối đa giảm còn 50 MHz và sườn xung nhỏ nhất tăng lên 7,5 ns. Khi thiết bị cần thử đòi hỏi mức trên 5 Vpp qua đường truyền 50 Ω có đầu cuối, 81160A không đạt được; 81150A thì đạt.
Ngõ ra 5 Ω cho tải trở kháng cao
81150A cho chọn trở kháng ngõ ra 50 Ω hoặc 5 Ω. Với nguồn 5 Ω vào tải 50 Ω, bộ HB cho tới 9 Vpp và bộ HV cho tới 20 Vpp. 81160A cố định ngõ ra 50 Ω.
Sườn xung, jitter và định thời hai kênh
Sườn xung: khi nào 2,5 ns là đủ
Thời gian chuyển mức nhỏ nhất quyết định dải tần hiệu dụng mà xung chứa. Với bộ HB, 81150A cho sườn 2,5 ns, chỉnh độc lập sườn lên và sườn xuống, phân giải 100 ps. 81160A xuống tới 1,0 ns. Khi mạch cần thử có sườn tự thân chỉ vài ns, sườn của nguồn cộng dồn vào kết quả đo, và 81160A cho biên an toàn lớn hơn. Cách tính sai số cộng dồn này được trình bày trong bài phân tích tín hiệu xung: thời gian lên và sai số đo.
Jitter và độ trễ giữa hai kênh
Ở chế độ liên tục, jitter giữa hai ngõ ra chính của cả hai model là 7 ps RMS điển hình; từ External In tới ngõ ra là 15 ps RMS. Độ trễ thay đổi được phân giải 1 ps. Độ chính xác độ trễ của 81150A là ±25 ps ±50 ppm, của 81160A là ±35 ps ±50 ppm. Khi đo setup/hold hay dựng hai clock lệch pha, độ phân giải trễ của hai model là như nhau.
Lưu ý: khi phát nhiễu hoặc quét tần số, jitter đỉnh-đỉnh của 81150A tăng lên 8 ns điển hình; hãy tính con số này vào ngân sách định thời.
Bơm nhiễu và méo có kiểm soát
Khối nhiễu của 81150A tạo nhiễu Gauss trắng xác định, có thể kích bằng trigger, với chu kỳ lặp lại khoảng 26 ngày; 81160A là khoảng 20 ngày. Hệ số đỉnh (Vp/Vrms) chọn được 3,1; 4,8; 6,0 hoặc 7,0. Nhiễu vừa đủ ngẫu nhiên để thử độ bền, vừa lặp lại được, nên lỗi quan sát ở lần chạy trước có thể tái hiện ở lần sau.
Một cấu hình hay dùng với bản 2 kênh: kênh 1 phát tín hiệu chuẩn, kênh 2 phát nhiễu, rồi dùng tính năng cộng kênh nội bộ để đưa kênh 2 vào kênh 1. Băng thông nhiễu của 81150A là 120 MHz điển hình với bộ HB. Với Option PAT, máy phát pattern tới 120 Mbit/s, tín hiệu 2, 3 hoặc 4 mức, PRBS tới 2³¹, và định nghĩa hình dạng từng bit để giả lập vọt lố (overshoot), trễ bất đối xứng hay méo duty cycle.
Chọn Keysight 81150A hay 81160A: bốn bước
- Biên độ trên tải là bao nhiêu? Cần trên 5 Vpp vào tải 50 Ω → chỉ còn 81150A với bộ HV (tới 10 Vpp, 50 MHz). Từ 5 Vpp trở xuống → cả hai vẫn trong cuộc.
- Sườn xung và tần số xung cần tới đâu? Xung trên 120 MHz, sườn dưới 2,5 ns hoặc độ rộng xung dưới 4,1 ns → 81160A (330 MHz, 1,0 ns, 1,5 ns).
- Tải có phải 50 Ω chuẩn không? Tải trở kháng cao, cần điện áp lớn hơn trên tải → ngõ ra 5 Ω của 81150A.
- Có dùng sóng tùy ý dài hoặc pattern tốc độ cao không? Dạng sóng tới 512 k điểm trên mỗi kênh → 81150A. Pattern trên 120 Mbit/s → 81160A với Option 330 hoặc 660.
Tích hợp vào hệ thống đo tự động
Ngôn ngữ lập trình của 81150A tương thích với 81101A, 81104A, 81105A, 81110A, 81130A và 81160A, nên chương trình viết cho một model chuyển sang model khác chủ yếu chỉ phải sửa giới hạn giá trị đặt. Dạng sóng 512 k điểm nạp qua USB 2.0 bằng block transfer mất khoảng 2,9 s. Máy làm việc ở 0–50 °C, cần 30 phút làm nóng, chu kỳ hiệu chuẩn khuyến nghị 2 năm.
Chốt lại
81150A và 81160A không xếp theo kiểu model sau thay thế model trước. 81160A dành cho xung nhanh, tần số cao và pattern tốc độ cao. Máy phát xung Keysight 81150A dành cho những bài toán cần biên độ lớn, ngõ ra 5 Ω, sóng tùy ý dài và sườn xung chỉnh được trong dải rất rộng.
Danh mục đầy đủ các thiết bị đo xem tại trang Keysight tại Techmaster. Cần tư vấn cấu hình 1 hay 2 kênh, Option PAT hay báo giá Keysight 81150A? Techmaster Electronics là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn ISO/IEC 17025 và hỗ trợ kỹ thuật trọn đời máy.
