Keysight 53150A là máy đếm tần số vi sóng CW dải 50 MHz – 20 GHz, đo đồng thời tần số và công suất trên cùng một đầu vào. Keysight đã ngừng sản xuất model này từ ngày 01/01/2019 và chỉ định 53230A là sản phẩm thay thế. Dù vậy, rất nhiều phòng thử RF, xưởng sửa chữa và trạm viễn thông vẫn đang dùng 53150A hằng ngày. Mọi con số lấy từ Technical Overview chính hãng của dòng 53150.
53150A thông số cần nhớ trước khi đo
53150A có hai kênh. Kênh 1 đo 10 Hz – 125 MHz qua đầu BNC, trở kháng 1 MΩ/60 pF. Kênh 2 là kênh vi sóng 50 MHz – 20 GHz, trở kháng 50 Ω, đầu nối cái tương thích SMA/APC-3.5. Bảng dưới tóm tắt những thông số quyết định cách đấu nối:
| Thông số kênh 2 (53150A) | Giá trị theo Keysight |
|---|---|
| Độ nhạy 50 – 300 MHz | −20 dBm |
| Độ nhạy 0,3 – 12,4 GHz | −33 dBm |
| Độ nhạy 12,4 – 18 GHz | −33 dBm |
| Độ nhạy 18 – 20 GHz | −29 dBm |
| Mức vào tối đa | +5 dBm |
| Độ phân giải | 1 Hz đến 1 MHz, chọn được |
| Thời gian bắt tín hiệu (điển hình) | 125 ms (FM Auto) / 100 ms (FM Off) |
| Độ ổn định dư | 0,6 LSD rms (máy đếm và nguồn dùng chung timebase) |
Hai điều cần rút ra. Thứ nhất, cửa sổ làm việc an toàn của kênh 2 nằm giữa ngưỡng nhạy và +5 dBm. Nguồn có công suất ra lớn hơn phải đi qua suy hao trước khi vào máy. Thứ hai, ở 18 – 20 GHz độ nhạy kém hơn giữa dải 4 dB.
Quy trình 1: đo tần số của nguồn CW vi sóng
Đây là việc 53150A được thiết kế để làm: một sóng mang liên tục, cần biết chính xác nó đang ở đâu. Quy trình gọn như sau:
- Ước lượng công suất nguồn. Nếu nguồn có thể vượt +5 dBm, gắn suy hao cố định 50 Ω trước đầu vào kênh 2.
- Chọn độ phân giải. Độ phân giải chọn từ 1 Hz đến 1 MHz. Thời gian đo trên kênh 2 bằng 1/độ phân giải cộng thời gian bắt tín hiệu cộng 20 ms, nên độ phân giải 1 Hz cho mỗi lần đọc hơn một giây. Kiểm tra nhanh trên dây chuyền thì 1 kHz là đủ.
Độ chính xác của số đọc bằng ±1 LSD, cộng độ ổn định dư, cộng sai số timebase nhân với tần số. Ở tần số GHz, sai số timebase thường chiếm phần lớn.
Quy trình 2: kiểm tra LO và nguồn tham chiếu bằng timebase ngoài
Khi kiểm tra bộ dao động nội của máy thu, bộ chuyển đổi tần số hay một nguồn tín hiệu, câu hỏi thật thường là: LO có đang khóa đúng vào tham chiếu 10 MHz của hệ thống không? 53150A có đầu vào timebase ngoài nhận 1, 2, 5 hoặc 10 MHz ở mức 1 – 5 Vrms trên đầu BNC phía sau, và có đầu ra 10 MHz sóng sin 1 Vrms vào tải 50 Ω.
Có thể nối chuẩn 10 MHz của hệ thống vào máy đếm, hoặc lấy 10 MHz từ máy đếm làm tham chiếu cho nguồn cần đo. Khi máy đếm và nguồn dùng chung một timebase, Keysight công bố độ ổn định dư kênh 2 của 53150A là 0,6 LSD rms. Mọi độ lệch lớn hơn mức đó là của chính mạch khóa pha trong thiết bị cần kiểm tra.
Nếu không có chuẩn ngoài, hãy biết timebase bên trong. Bản tiêu chuẩn dùng TCXO với độ già hóa dưới 1×10⁻⁷ mỗi tháng và ổn định nhiệt dưới 1×10⁻⁶ trong 0 – 55 °C. Option 001 là timebase lò nhiệt: già hóa dưới 5×10⁻¹⁰ mỗi ngày, dưới 1,5×10⁻⁸ mỗi tháng, ổn định nhiệt dưới 1×10⁻⁸. Ở 10 GHz, 1×10⁻⁶ tương đương sai lệch tới 10 kHz, nên phép kiểm tra LO chặt chẽ nên đi với Option 001 hoặc chuẩn ngoài.
Quy trình 3: đọc công suất cùng lúc, có bù suy hao cáp
Điểm khác biệt của Máy Đếm Tần Keysight dòng 53150 là bộ lấy mẫu tích hợp một diode Schottky phân cực không. Tần số và công suất được đo đồng thời qua cùng một lần kết nối. Vì máy biết tần số đang đo, nó tự hiệu chỉnh đáp tuyến tần số của diode và bù độ lệch khỏi luật bình phương.
- Dải đo công suất: từ ngưỡng nhạy của máy lên tới +7 dBm.
- Độ chính xác tại đầu nối (mức 0 dBm đến −20 dBm): ±1,5 dB ở 0,05 – 12,4 GHz và ±1,5 dB ở 12,4 – 20 GHz với 53150A.
- Độ phân giải: 0,01 dB, hiển thị theo dBm hoặc mW/µW.
- Bù suy hao cáp: nhập suy hao tại tối đa 9 điểm tần số, máy nội suy tuyến tính để hiệu chỉnh số đọc công suất.
Cách làm hiệu quả: đo suy hao bộ cáp một lần, nhập 9 điểm phủ dải làm việc rồi lưu thành cấu hình; máy giữ tối đa 9 bộ cài đặt khi tắt nguồn.
Cần nói thẳng giới hạn: với ±1,5 dB, đây là phép đo kiểm tra nhanh, không thay cho máy đo công suất với cảm biến được hiệu chuẩn khi cần độ bất định thấp.
Quy trình 4: nguồn có điều chế và nhiều sóng mang
Tên đầy đủ của dòng máy có chữ CW, nhưng 53150A vẫn chịu được một mức điều chế nhất định. Ở chế độ FM Auto, kênh 2 chịu FM tới 20 MHz đỉnh-đỉnh ở tốc độ điều chế 10 MHz; ở FM Off là 1 MHz đỉnh-đỉnh.
Khi đầu vào có nhiều tín hiệu, máy tự đo tín hiệu lớn nhất với điều kiện tín hiệu đó lớn hơn khoảng 10 dB (điển hình) so với các tín hiệu cách nó dưới 75 MHz, và lớn hơn 20 dB so với các tín hiệu cách xa hơn 75 MHz.
Một chi tiết nữa khi đo thiết bị nhạy: kênh 2 phát ngược ra đầu vào (kickback noise) khoảng −40 dBm khi đang đo và dưới −70 dBm khi không có tín hiệu (điển hình). Với bộ khuếch đại tạp âm thấp hay máy thu, nên đặt suy hao hoặc bộ cách ly giữa thiết bị và máy đếm.
Quy trình 5: đưa 53150A vào hệ ATE
GPIB (IEEE-488.1 và 488.2) và RS-232C là trang bị tiêu chuẩn, ngôn ngữ lệnh SCPI; nên cố định độ phân giải, tốc độ lấy mẫu và gọi lại cấu hình đã lưu ở đầu mỗi ca. RS-232C chọn được tốc độ 2.400 đến 19.200 baud.
Keysight 53150A đã ngừng sản xuất: mua mới thì chọn gì?
Trang sản phẩm Keysight ghi rõ trạng thái Obsolete: dòng 53150A, 53151A và 53152A ngừng sản xuất từ 01/01/2019, ngày đặt hàng cuối là 31/12/2018. Sản phẩm thay thế được Keysight chỉ định là 53230A, máy đếm tần số vạn năng 350 MHz, độ phân giải khoảng thời gian 20 ps. Muốn đo vi sóng trên 53230A phải đặt kênh 3: Option 106 tới 6 GHz hoặc Option 115 tới 15 GHz. 53230A kèm Option 115 phù hợp khi bài đo nằm trong 15 GHz. Phân tích chi tiết về vòng đời cả dòng có trong bài máy đếm tần số vi sóng Keysight 53150 đã ngừng sản xuất, còn khả năng của máy thay thế có trong bài đánh giá máy đếm tần Keysight 53230A.
Máy 53150A đang dùng vẫn đo đúng nếu được hiệu chuẩn định kỳ. Techmaster Electronics là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn ISO/IEC 17025, hỗ trợ hiệu chuẩn máy đang vận hành và tư vấn cấu hình thay thế. Thông tin model có tại trang Máy Đếm Tần Keysight 53150A và danh mục thiết bị Keysight.
53150A giá và hỗ trợ
Vì model đã ngừng sản xuất, câu hỏi về 53150A giá thường thực chất là chi phí hiệu chuẩn, sửa chữa hoặc giá của cấu hình 53230A thay thế. Vui lòng liên hệ báo giá qua trang máy đếm tần số vi sóng 53150A, kèm dải tần và mức tín hiệu của bài đo để kỹ sư Techmaster đề xuất đúng cấu hình.
