Keysight 33220A là máy phát sóng hàm và sóng tùy ý 20 MHz dùng kỹ thuật DDS: sine và square tới 20 MHz, xung tới 5 MHz, sóng tùy ý 14 bit, 50 MSa/s, 64 k điểm. Keysight đã ngừng sản xuất model này từ 01/12/2016 và khuyến nghị dòng 33500B Trueform cho máy mua mới, nhưng rất nhiều bàn đo ở Việt Nam vẫn đang chạy 33220A. Bài này đi qua bốn quy trình dựng phép đo thực tế, kèm sáu bước thực hành. Số liệu lấy từ data sheet Keysight.
33220A thông số quyết định phép đo nào làm được
Trần của từng dạng sóng không giống nhau — đây là thứ quyết định bài đo nào dựng được:
- Sine: 1 µHz đến 20 MHz, méo hài tổng 0,04% từ DC đến 20 kHz.
- Square: 1 µHz đến 20 MHz, sườn < 13 ns, quá xung < 2%; chu kỳ nhiệm vụ 20%–80% tới 10 MHz, chỉ còn 40%–60% từ 10 đến 20 MHz.
- Ramp và triangle: chỉ tới 200 kHz, đối xứng 0% đến 100%.
- Pulse: 500 µHz đến 5 MHz, độ rộng nhỏ nhất 20 ns, sườn chỉnh từ < 13 ns đến 100 ns.
- Sóng tùy ý: 1 µHz đến 6 MHz, tối đa 64 k điểm, 14 bit, 50 MSa/s.
Ngõ ra cho 10 mVpp đến 10 Vpp vào tải 50 Ω (gấp đôi khi hở mạch), offset DC ±5 V vào 50 Ω, sai số biên độ ±1% giá trị đặt ±1 mVpp ở 1 kHz. Máy cần khởi động 1 giờ mới đạt thông số công bố, làm việc 0–55 °C, có USB, GPIB và LAN tuân thủ LXI Class C.
Ứng dụng 1: quét tần số với Keysight 33220A để đo đáp ứng bộ lọc
Chế độ Sweep quét sine, square, ramp hoặc arb theo kiểu tuyến tính hoặc logarit, thời gian quét 1 ms đến 500 s. Cách dựng phép đo đáp ứng biên độ:
- Đặt biên độ nhỏ, ví dụ 200 mVpp, để mạch khuếch đại không bão hòa; khai báo trở kháng tải trong menu Output đúng bằng tải thật, nếu không số Vpp sẽ lệch hai lần.
- Đặt tần số đầu và cuối bao trùm điểm cắt dự kiến; chọn logarit khi dải rộng hơn một decade.
- Bật Marker — sườn xuống của tín hiệu sync phát tại tần số do người dùng đặt; đưa sync vào kênh 2 máy hiện sóng để đánh dấu điểm −3 dB.
- Quét đủ chậm so với thời gian xác lập; mạch Q cao quét nhanh sẽ làm tù đỉnh cộng hưởng.
Với vòng điều khiển nguồn chuyển mạch, nguyên lý giống nhau nhưng cần biến áp cách ly — xem bài đo đáp ứng vòng điều khiển nguồn: biểu đồ Bode và biên pha.
Ứng dụng 2: burst để kích thích cảm biến và mạch cộng hưởng
Burst phát một số chu kỳ đếm được rồi im lặng — đúng thứ cần khi đo thời gian bay siêu âm hoặc đánh giá mạch cộng hưởng. 33220A có ba kiểu: Counted từ 1 đến 50.000 chu kỳ, Infinite và Gated. Chu kỳ lặp nội đặt từ 1 µs đến 500 s, pha bắt đầu và kết thúc từ −360° đến +360°.
Thực hành với cảm biến siêu âm 40 kHz: sine 40 kHz, burst Counted 10 chu kỳ, chu kỳ lặp 10 ms, pha bắt đầu 0°. Đưa Trig Out sang chân trigger của máy hiện sóng để mỗi burst khởi động một lần quét — tiếng vọng đứng yên trên màn hình và đọc được trễ.
Ứng dụng 3: điều chế để mô phỏng tín hiệu thật cho DUT
Năm kiểu điều chế nội — AM, FM, PM, FSK, PWM — tạo tín hiệu gần thực tế mà không cần máy phát thứ hai. Sóng điều chế nội chọn sine, square, ramp, triangle, noise hoặc arb, từ 2 mHz đến 20 kHz.
- AM, độ sâu 0% đến 120%: kiểm tra mạch tách sóng đường bao.
- FM, độ lệch DC đến 10 MHz: thử mạch PLL bám tần và bộ giải điều chế.
- PWM, độ lệch 0% đến 100% độ rộng xung: lái mạch động cơ hoặc mạch nguồn theo chu kỳ nhiệm vụ mà chưa cần vi điều khiển.
Cần dạng điều chế tự định nghĩa thì dùng ngõ vào Modulation In mặt sau: ±5 V toàn thang, băng thông DC đến 20 kHz.
Ứng dụng 4: nạp sóng tùy ý và lái DUT bằng dạng sóng thật
Với 14 bit, 50 MSa/s và 64 k điểm, máy phát sóng hàm và sóng tùy ý Keysight 33220A tái tạo được dạng sóng không có trong danh mục chuẩn: nhịp tim, tín hiệu cảm biến trục khuỷu, xung có gợn. Cách nhanh nhất là bắt dạng sóng thật bằng máy hiện sóng qua IntuiLink for Oscilloscope rồi nạp vào máy.
Ba giới hạn cần tính trước: sườn nhỏ nhất của arb là 35 ns điển hình nên arb không thay được chế độ pulse; trần tần số arb là 6 MHz; bộ nhớ không bay hơi chỉ giữ 4 dạng sóng. Nạp 64 k điểm mất 96,9 ms qua USB và 336,5 ms qua GPIB — đáng lưu ý khi viết kịch bản đo đổi sóng liên tục. Xem thêm bài máy phát sóng tùy ý (AWG) là gì và cách chọn.
Sáu bước dựng phép đo với máy phát sóng hàm & sóng tùy ý Keysight
- Bước 1 — Khởi động: bật máy trước 1 giờ nếu cần đúng thông số công bố.
- Bước 2 — Khai báo tải: đặt trở kháng tải trong menu Output đúng bằng tải thật (50 Ω hay High-Z) — lỗi sai hệ số 2 hay gặp nhất.
- Bước 3 — Đặt mức an toàn: biên độ và offset thấp trước, tổng đỉnh AC + DC không vượt ±5 V vào 50 Ω.
- Bước 4 — Chọn chế độ: quét đáp ứng thì Sweep, kích thích từng gói thì Burst, mô phỏng tín hiệu thật thì Modulation hoặc Arb.
- Bước 5 — Đấu đồng bộ: nối Sync hoặc Trig Out sang máy hiện sóng để có gốc thời gian ổn định.
- Bước 6 — Xác nhận: dùng Graph mode soát cài đặt trước khi bấm Output.
33220A đã ngừng sản xuất: chuyển sang 33511B thế nào
Data sheet in rõ thông báo ngừng sản phẩm: 33220A và toàn bộ tùy chọn liên quan ngừng từ 01/12/2016, ngày đặt hàng cuối 30/11/2016, Keysight hỗ trợ tiếp 5 năm theo chu kỳ tiêu chuẩn. Model thay thế Keysight chỉ đích danh là 33511B — máy phát sóng 20 MHz, một kênh, có arb.
Khác biệt khi thay máy: 33511B dùng công nghệ Trueform thay cho DDS, lấy mẫu 160 MSa/s so với 50 MSa/s, 16 bit so với 14 bit, bộ nhớ sóng tùy ý 1 MSa mỗi kênh so với 64 k điểm, và nâng cấp được lên 30 MHz. Sáu bước ở trên giữ nguyên. Chi tiết thời điểm nên nâng cấp có trong bài so sánh máy phát hàm Keysight 33220A và 33511B.
33220A giá, hiệu chuẩn và hỗ trợ tại Techmaster
Về 33220A giá: vì model đã ngừng sản xuất, báo giá phụ thuộc nguồn hàng và dịch vụ hiệu chuẩn đi kèm nên Techmaster không niêm yết con số cố định. Vui lòng liên hệ báo giá qua trang sản phẩm Keysight 33220A; kỹ sư sẽ tư vấn thêm cấu hình 33511B nếu bạn cần máy mới còn bảo hành.
Techmaster Electronics là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn đạt ISO/IEC 17025, nên duy trì được hồ sơ truy xuất chuẩn cho những chiếc 33220A đang chạy trong nhà máy. Xem thêm các dòng thiết bị đo Keysight.
Câu hỏi thường gặp
Keysight 33220A phát sóng tùy ý tới tần số bao nhiêu?
Tới 6 MHz. Theo data sheet Keysight, dải tần sóng tùy ý là 1 µHz đến 6 MHz, thấp hơn trần 20 MHz của sine và square; độ dài 2 đến 64 k điểm, 14 bit, 50 MSa/s.
Burst của 33220A phát được tối đa bao nhiêu chu kỳ?
Kiểu Counted phát từ 1 đến 50.000 chu kỳ; ngoài ra có kiểu Infinite và Gated theo tín hiệu ngoài. Chu kỳ lặp nội đặt từ 1 µs đến 500 s.
33220A còn được Keysight sản xuất không?
Không. Keysight ngừng sản xuất 33220A từ 01/12/2016 và khuyến nghị dòng 33500B Trueform cho máy mua mới. Model thay thế được Keysight nêu tên là 33511B.
