Keysight N1923A là cảm biến công suất băng rộng 50 MHz – 18 GHz, dải −35 đến +20 dBm, đầu nối Type N, có sẵn mạch tự zero và tự hiệu chuẩn. Điều quan trọng nhất trước khi lên phương án đo: theo trang sản phẩm của Keysight, N1923A chỉ tương thích với máy phân tích công suất đỉnh 8990B, không dùng được với máy đo P-Series N1911A/N1912A. Bài này là hướng dẫn thực hành: dựng hệ đo, cài trigger, chọn bộ lọc video và đọc kết quả khi đo xung radar và cụm tín hiệu WLAN. Mọi con số lấy từ data sheet 5990-8126EN và trang sản phẩm của Keysight.
Keysight N1923A dùng với máy nào? Làm rõ trước khi đo
Nhiều người nhầm N1923A với N1921A vì cùng dải 50 MHz – 18 GHz. Thực tế có hai hướng khác nhau:
- N1921A/N1922A (P-Series): cắm được vào máy đo công suất P-Series N1911A/N1912A, và cũng được 8990B hỗ trợ.
- N1923A/N1924A: Keysight ghi rõ trên trang sản phẩm là chỉ tương thích với 8990B. N1924A là bản 40 GHz dùng đầu nối 2,4 mm.
Điểm thứ hai cần biết: Keysight hiện xếp máy 8990B vào nhóm Obsolete và không nêu model thay thế. Riêng cảm biến N1923A vẫn ở trạng thái Active. Vì vậy N1923A hợp nhất với các phòng lab đang vận hành 8990B, cần thêm đầu đo, thay đầu đo hỏng hoặc bổ sung kênh thứ hai. Nếu bạn xây hệ đo mới từ đầu, nên cân nhắc tổ hợp P-Series; xem bài chọn cảm biến công suất đỉnh N1921A hay N1922A.
N1923A thông số cần nhớ khi dựng hệ đo
Data sheet tách thông số của riêng cảm biến và thông số khi ghép với 8990B. Khi viết quy trình đo, hãy dùng đúng loại số:
| Thông số | Giá trị theo Keysight |
|---|---|
| Dải tần | 50 MHz – 18 GHz |
| Dải công suất | −35 dBm đến +20 dBm |
| Mức gây hỏng | +23 dBm trung bình; +30 dBm đỉnh với xung ngắn hơn 1 µs |
| Thời gian sườn của cảm biến | ≤ 3 ns (tần số từ 500 MHz) |
| Thời gian sườn cả hệ 8990B + N1923A | ≤ 5 ns (từ 500 MHz, bộ lọc video Off) |
| Băng thông video của 8990B | 160 MHz |
| SWR tối đa | 1,2 (50 MHz – 10 GHz); 1,26 (trên 10 GHz – 18 GHz) |
| Cáp cố định | Tùy chọn 105: 1,5 m; tùy chọn 106: 3,0 m |
Trang sản phẩm N1923A ghi băng thông video 30 MHz, trong khi data sheet ghi 160 MHz cho cả hệ. Hai con số không mâu thuẫn: 30 MHz là mức High của bộ lọc video trên 8990B, còn 160 MHz là băng thông khi đặt bộ lọc ở Off. Khi cần đo tín hiệu điều chế rộng, bạn phải chủ động tắt bộ lọc.
Bước 1 – Kết nối, zero và hiệu chuẩn
Cắm N1923A vào kênh RF của 8990B (kênh 1 hoặc kênh 4; máy có hai kênh RF và hai kênh video). Vì cảm biến có sẵn nguồn chuẩn DC và mạch chuyển mạch, bạn chạy zero và hiệu chuẩn mà không phải tháo ra, nối vào nguồn chuẩn ngoài rồi nối lại vào DUT. Keysight nêu lợi ích trực tiếp: đầu nối ít bị mòn, thời gian test ngắn hơn và bất định đo giảm.
Hai lưu ý thực tế:
- Đặt suy hao trước cảm biến sao cho mức trung bình không vượt +23 dBm và đỉnh không vượt +30 dBm. Với bộ phát radar công suất lớn, luôn tính toán ghép định hướng hoặc suy hao trước khi cắm.
- Zero lại khi nhiệt độ phòng thay đổi. Data sheet cho zero set 200 nW và độ trôi zero 80 nW, nên sai số zero đáng kể nhất ở mức công suất thấp gần −35 dBm.
Bước 2 – Chọn bộ lọc video theo dạng tín hiệu
8990B có bốn mức lọc video, và thời gian sườn đo được phụ thuộc trực tiếp vào mức lọc:
- Low (5 MHz): rise/fall < 60 ns, nhiễu thấp nhất. Hợp với xung dài, cần đọc công suất đỉnh ổn định.
- Medium (15 MHz): rise/fall < 25 ns.
- High (30 MHz): rise/fall < 13 ns.
- Off: cho thời gian sườn bảo đảm và là mức Keysight khuyến nghị để giảm overshoot trên tín hiệu xung.
Nguyên tắc là chọn bộ lọc hẹp nhất mà vẫn không làm tròn sườn xung bạn cần đo. Nếu thời gian sườn đo được gần bằng giới hạn của mức lọc, đó là giới hạn của bộ lọc chứ không phải của DUT.
Bước 3 – Đặt trigger và cửa sổ thời gian
8990B cho trigger theo sườn dương, sườn âm hoặc độ rộng xung, từ kênh 1, 2, 3, 4 hoặc cổng AUX. Với kênh RF, mức trigger đặt được từ −20 dBm đến +20 dBm. Quy trình ba bước theo Keysight: chọn nguồn trigger, chọn sườn, chọn mức. Sau đó chỉnh độ trễ trigger để đưa xung vào giữa màn hình.
Ứng dụng 1 – Đo xung radar
Với radar, cặp 8990B + N1923A bắt được xung ngắn tới 50 ns và tần số lặp xung tới 10 MHz, lấy mẫu thời gian thực 100 MSa/s (1 GSa/s ở chế độ ETS cho tín hiệu lặp). Một lần bắt dài tối đa 1 s, bộ nhớ tối đa 2M điểm. Máy tự tính một loạt tham số xung: thời gian lên, thời gian xuống, công suất đỉnh, công suất trung bình, tỉ số đỉnh/trung bình, duty cycle, PRI, PRF, pulse top, pulse base, độ rộng xung và overshoot.
Khi cần theo dõi độ ổn định từ xung này sang xung khác, tùy chọn multi-pulse N6904A/8990B-1FP bắt liên tục tới 512 khung trên mỗi kênh, khoảng cách xung tối thiểu 1 µs, và so sánh hai xung bất kỳ trong chuỗi.
Ứng dụng 2 – Đo cụm tín hiệu WLAN băng rộng
Keysight định vị 8990B cho tín hiệu 802.11ac: băng thông video 160 MHz giúp đo power-vs-time (PvT) trên tín hiệu 80 MHz hoặc 160 MHz và đo đúng công suất đỉnh, tỉ số đỉnh/trung bình. Với cụm (burst) WLAN, hãy trigger theo sườn lên của cụm, đặt bộ lọc Off, rồi đọc thêm đường CCDF để biết xác suất tín hiệu vượt một mức trên công suất trung bình. CCDF chạy được ở cả chế độ free run và triggered.
Lưu ý giới hạn: N1923A dừng ở 18 GHz. Tín hiệu trên 18 GHz cần N1924A (40 GHz), còn sóng milimet cao hơn không thuộc phạm vi cặp cảm biến này.
Đọc kết quả và ước lượng bất định
Keysight công bố độ chính xác đo công suất trung bình của hệ 8990B + N1923A là ≤ ±0,2 dB (±4,5%), trong điều kiện −15 đến +20 dBm, 0,5 – 10 GHz, SWR của DUT dưới 1,27 và đặt trung bình 32 lần. Ra ngoài điều kiện đó, hãy tự cộng các thành phần: tuyến tính thiết bị ±0,8%, bất định hệ số hiệu chuẩn cảm biến (4,0% đến 5,0% tùy băng tần), sai số zero, nhiễu và sai lệch phối hợp trở kháng tính từ SWR của cảm biến và DUT. Cách cộng từng thành phần được trình bày trong bài bất định đo công suất RF: mismatch và hệ số hiệu chuẩn.
Nếu bạn còn phân vân nên đo công suất đỉnh hay công suất trung bình cho dạng tín hiệu của mình, xem thêm đo công suất đỉnh và công suất trung bình.
N1923A giá và cấu hình đặt hàng
Khi hỏi N1923A giá, hãy ghi rõ chiều dài cáp: tùy chọn 105 (1,5 m, khoảng 0,4 kg) hoặc 106 (3,0 m, khoảng 0,6 kg). Kèm theo số serial máy 8990B đang dùng để kỹ sư xác nhận tương thích. Techmaster Electronics là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn đạt ISO/IEC 17025; vui lòng liên hệ báo giá qua trang cảm biến công suất băng rộng Keysight N1923A. Xem thêm các dòng máy khác tại trang Keysight.
Tóm lại, cảm biến công suất RF Keysight N1923A là lựa chọn đúng khi bạn đã có 8990B và cần đo xung radar hoặc cụm WLAN băng rộng tới 18 GHz. Nếu bạn chưa có 8990B, đừng đặt N1923A cho máy P-Series; hãy trao đổi với kỹ sư để chọn tổ hợp phù hợp.
