Keysight P5004B là máy phân tích mạng vector USB dòng Streamline, hai cổng, phủ 9 kHz đến 20 GHz, nối với máy tính qua Thunderbolt 3. Bài này không liệt kê tính năng mà đi theo thứ tự một buổi đo thật: hiệu chuẩn, đo bộ lọc, đo cáp, đo anten. Mỗi bước có con số kỹ thuật lấy từ data sheet dòng Streamline B-model của Keysight, để bạn biết máy làm được đến đâu trước khi lên phương án đo.
Máy phân tích mạng Keysight P5004B thông số cần nhớ
Trước khi đi vào quy trình, đây là những thông số ảnh hưởng trực tiếp đến cách đo. Toàn bộ lấy từ data sheet Streamline B-model (tài liệu 3121-1235), phần dành cho P5000B đến P5004B. Nếu bạn tìm thấy tài liệu của Keysight P5004B ở nơi khác, hãy kiểm tra chữ cái cuối: P5004A và P5004B là hai thế hệ khác nhau và không dùng chung bảng thông số.
| Thông số | Giá trị P5004B |
|---|---|
| Dải tần / số cổng | 9 kHz – 20 GHz, 2 cổng |
| Đầu nối cổng đo | 3,5 mm cái |
| Dải động hệ thống (bảo đảm) | 140 dB ở 50 MHz – 3 GHz; 126 dB ở 16 – 20 GHz (điển hình 137 dB) |
| Nhiễu vệt (độ lớn, bảo đảm) | 0,0015 dB rms ở 100 kHz – 6 GHz; 0,003 dB rms ở 10 – 20 GHz |
| Băng thông trung tần | 1 Hz đến 15 MHz |
| Số điểm quét | 1 đến 100.003 |
| Kích thước / khối lượng | 176 × 48 × 333 mm; 1,88 kg |
Dải động 140 dB tính theo băng thông trung tần 10 Hz và không gồm hiệu ứng nhiễu xuyên. Khi tăng băng thông để quét nhanh, sàn nhiễu nâng lên, nên phép đo suy hao chặn của bộ lọc là nơi bạn phải cân nhắc kỹ nhất.
Bước 1: hiệu chuẩn VNA USB Streamline trước khi đo
Mọi kết quả phía sau phụ thuộc vào hiệu chuẩn. Data sheet Keysight nêu sai số hiệu chuẩn hiệu chỉnh (corrected error terms) cho hai phương án khi dùng với dòng P5000B đến P5004B. Ở băng 8 – 20 GHz:
- Bộ kit cơ khí 85052D (economy): độ định hướng 36 dB, phối hợp nguồn 28 dB, phối hợp tải 36 dB.
- Module ECal N4691D (tùy chọn 0DC): độ định hướng 43 dB, phối hợp nguồn 42 dB, phối hợp tải 40 dB.
Chênh lệch nằm ở phối hợp nguồn: 28 dB so với 42 dB. Với bộ lọc có suy hao chèn thấp hoặc anten có S11 tốt, phối hợp nguồn kém sẽ tạo gợn sóng giả trên đồ thị. Nếu bạn hiệu chuẩn nhiều lần mỗi ngày, ECal còn rút ngắn thao tác vì chỉ cần một lần cắm module thay cho nhiều lần cắm từng chuẩn. Cách chọn giữa hai loại được phân tích riêng trong bài hiệu chuẩn máy phân tích mạng: ECal hay bộ kit cơ khí.
Một lưu ý thực tế: hiệu chuẩn xong phải giữ nguyên dải tần, số điểm và mức công suất. Data sheet xác định các thông số hiệu chỉnh khi nhiệt độ môi trường 23 °C (± 3 °C), lệch dưới 1 °C so với lúc hiệu chuẩn. Phòng đo có điều hòa bật tắt liên tục sẽ làm sai số lớn hơn con số công bố.
Bước 2: đo bộ lọc bằng Keysight P5004B
Bộ lọc thông dải, thông thấp hoặc diplexer là phép đo phổ biến nhất trên một máy 2 cổng. Bạn cần S21 cho đáp tuyến truyền và S11 cho suy hao phản xạ. Quy trình thực dụng:
- Đặt dải quét rộng hơn băng thông lọc, ví dụ gấp 2 đến 3 lần, để thấy cả băng chặn.
- Chọn số điểm đủ dày. Với dải 20 GHz và 1601 điểm, bước tần khoảng 12,5 MHz, đủ cho lọc băng rộng nhưng không đủ cho lọc băng hẹp. Máy cho phép tới 100.003 điểm.
- Đặt công suất nguồn. Mức danh định (preset) của P5000B đến P5004B là 0 dBm; với linh kiện thụ động có thể giữ nguyên.
- Đặt băng thông trung tần khoảng 1 kHz khi khảo sát nhanh, rồi hạ xuống 10 Hz cho lượt đo băng chặn cuối cùng.
- Hiệu chuẩn hai cổng đầy đủ, nối bộ lọc, đọc S21 và S11.
- Xuất tệp Touchstone (.s2p) nếu cần đưa vào mô phỏng.
Về tốc độ, data sheet công bố cho dòng này ở dải 10 MHz – 9 GHz, băng thông 1 MHz, 201 điểm: quét sau hiệu chuẩn 2 cổng mất 7,9 ms ở chế độ tự động. Con số này chỉ đúng cho điều kiện ghi trong bảng, không nên áp cho mọi dải quét.
Bước 3: đo cáp, đầu nối và phụ kiện
Với cáp đồng trục, S21 cho suy hao theo tần số và S11 cho độ phối hợp trở kháng. Ba điểm hay bị bỏ sót:
- Suy hao chèn cộng dồn: cáp dài ở 18 – 20 GHz mất nhiều hơn hẳn ở vài GHz. Đo cả dải rồi mới kết luận, đừng chỉ đo một tần số.
- Miền thời gian: nếu có phần mềm phân tích miền thời gian nâng cao, băng thông của P5004B là 20 GHz, cho phép định vị điểm phản xạ dọc cáp hoặc mối hàn kém. Xem thêm phân tích miền thời gian trên VNA.
- Độ lặp lại đầu nối: uốn cáp và siết đầu nối làm pha thay đổi. Bài độ ổn định pha cáp thử VNA nêu cách kiểm tra.
Cổng đo của P5004B là 3,5 mm, tương thích cơ học với đầu SMA. Đây là điều thuận tiện cho cáp và linh kiện SMA, nhưng cần lưu ý khi ghép với đầu nối 2,92 mm hay 2,4 mm.
Bước 4: đo anten bằng S11
Anten thường chỉ cần một cổng: đo S11 (hoặc tính suy hao phản xạ, VSWR) để tìm băng tần hoạt động thực. Hiệu chuẩn một cổng bằng ba chuẩn mở, ngắn, tải tại mặt phẳng đầu nối anten. Nếu dùng cáp nối dài, hiệu chuẩn tại đầu cáp, không hiệu chuẩn tại cổng máy.
Ba lỗi hay gặp là cáp nối rung khi đo, đặt anten sát vật kim loại làm lệch tần, và quên hạ công suất khi anten tích hợp bộ khuếch đại. Data sheet cho biết dải quét công suất điển hình từ −60 dBm đến khoảng +10 dBm ở phần lớn dải tần, nên việc hạ công suất không khó. Lưu ý phép đo S11 chỉ cho biết phối hợp trở kháng; giản đồ bức xạ và độ lợi cần buồng đo anten riêng.
Khi nào P5004B là lựa chọn phù hợp?
P5004B hợp với phòng lab cần phân tích linh kiện RF đến 20 GHz trong thân máy nặng 1,88 kg, đặt cạnh bàn làm việc hoặc mang đến hiện trường. Máy chạy bằng phần mềm trên máy tính Windows 10 64-bit; data sheet khuyến nghị 16 GB bộ nhớ, tối thiểu 4 GB, và cổng Thunderbolt 3. Có thể chạy tối đa hai phiên VNA độc lập trên một máy tính. Nếu cần bốn hoặc sáu cổng, hãy xem máy phân tích mạng đa cổng Streamline; nếu cần vượt 20 GHz, các model P5005B trở lên bắt đầu từ 100 kHz. Xem thêm các dòng khác tại trang Keysight của Techmaster.
Techmaster là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn đạt ISO/IEC 17025. Để nhận tư vấn cấu hình và báo giá máy phân tích mạng Keysight P5004B, vui lòng liên hệ Techmaster.
