Keysight P5023A là máy phân tích mạng vector (VNA) dạng USB thuộc dòng Streamline, phủ 9 kHz đến 14 GHz và có sẵn 4 hoặc 6 cổng đo trong một hộp máy nhỏ gọn. Bài này không liệt kê tính năng mà đi thẳng vào một bài đo cụ thể: đo đầy đủ tham số S của một bộ ghép định hướng 4 cổng, từ lúc bật máy, hiệu chuẩn cho tới lúc lưu file kết quả. Số liệu lấy từ data sheet 5992-3606EN của Keysight.
Vì sao linh kiện đa cổng cần VNA đa cổng?
Một linh kiện N cổng có N × N tham số S. Bộ ghép định hướng, bộ chia công suất hay bộ lọc vi sai 4 cổng có 16 tham số; một mô-đun 6 cổng có 36. Với VNA 2 cổng, muốn có đủ 16 tham số của linh kiện 4 cổng phải đo 6 cặp cổng khác nhau, mỗi lần tháo lắp cáp và gắn tải 50 Ω vào hai cổng còn lại. Mỗi lần tháo lắp thêm một lần sai số do đầu nối và tải không lý tưởng.
Với máy 4 cổng như P5023A, bạn nối linh kiện một lần, hiệu chuẩn một lần, rồi máy quét cả 16 tham số. Phần lý thuyết chọn số cổng có trong bài khi nào cần VNA 4 cổng, 6 cổng.
P5023A thông số liên quan trực tiếp tới bài đo
Với linh kiện thụ động đa cổng, đây là nhóm P5023A thông số quyết định chất lượng kết quả (giá trị bảo đảm và điển hình):
| Thông số | Bảo đảm | Điển hình |
|---|---|---|
| Dải động hệ thống, 50 MHz – 3 GHz | 140 dB | 150 dB |
| Dải động hệ thống, 9 – 14 GHz | 133 dB | 142 dB |
| Công suất ra tối đa, 9 – 16 GHz | +7 dBm | +10 dBm |
| Nền nhiễu cổng đo, 9 – 14 GHz | −126 dBm | −132 dBm |
| Nhiễu vết biên độ, 100 kHz – 6 GHz | 0,0015 dB rms | 0,0005 dB rms |
Dải động là công suất ra tối đa trừ nền nhiễu máy thu ở băng thông IF 10 Hz, chưa tính xuyên âm. Băng thông IF đặt được từ 1 Hz đến 15 MHz, số điểm quét tới 100.003, công suất mặc định 0 dBm. Mức hỏng đầu vào là +27 dBm hoặc ±35 VDC.
Chuẩn bị máy phân tích mạng Keysight P5023A trước khi đo
P5023A được điều khiển hoàn toàn bằng phần mềm VNA trên máy tính ngoài. Ba việc cần làm trước:
- Máy tính: Windows 10 64 bit, bộ xử lý Intel i5 thế hệ 6 trở lên, khuyến nghị 16 GB RAM và một cổng USB 3.0.
- Làm nóng: thông số data sheet chỉ áp dụng sau khi bật máy 60 phút với ứng dụng VNA đang chạy, ở 25 ± 5 °C.
- Cáp và đầu nối: dùng cáp thử ổn định pha, làm sạch đầu nối 3,5 mm trước khi siết và cố định cáp sau hiệu chuẩn.
Quy trình bảy bước đo bộ ghép định hướng 4 cổng
Ví dụ: bộ ghép định hướng 2 – 8 GHz, hệ số ghép 20 dB, bốn cổng gồm vào, thẳng, ghép và cách ly.
Bước 1: đặt dải tần và số điểm
Đặt dải quét rộng hơn dải làm việc của linh kiện, ví dụ 1 – 10 GHz, để thấy cả sườn đáp ứng. Linh kiện băng rộng không cộng hưởng hẹp thì 401 điểm là đủ.
Bước 2: chọn băng thông IF và công suất
Độ cách ly của bộ ghép thường quanh 40 – 60 dB, nhỏ hơn nhiều so với dải động của máy, nên không cần băng thông IF 10 Hz. Chọn 1 kHz: mỗi lần mở rộng băng thông IF gấp 10 lần, nền nhiễu tăng khoảng 10 dB nhưng quét nhanh hơn rõ rệt. Giữ công suất mặc định 0 dBm.
Bước 3: chọn phương pháp hiệu chuẩn
Theo trang sản phẩm, P5023A hỗ trợ mọi mô-đun ECal của Keysight, lựa chọn nhanh cho 4 cổng. Nếu dùng bộ chuẩn cơ khí 85052D, data sheet công bố độ định hướng sau hiệu chuẩn 42 dB tới 2 GHz, 38 dB ở 2 – 8 GHz và 36 dB ở 8 – 20 GHz. Xem thêm bài hiệu chuẩn SOLT với 85052D.
Bước 4: hiệu chuẩn 4 cổng đầy đủ
Chạy trình hướng dẫn hiệu chuẩn, chọn cả bốn cổng và đúng loại đầu nối. Mặt phẳng tham chiếu nằm ở đầu cáp, nơi sẽ nối linh kiện. Sau hiệu chuẩn, không đổi dải tần, số điểm hay băng thông IF.
Bước 5: kiểm tra hiệu chuẩn
Nối thẳng hai đầu cáp: S21 phải bám sát 0 dB và phẳng. Gắn tải chuẩn: suy hao phản hồi phải sâu và ổn định. Vết đo gợn sóng thường do đầu nối lỏng hoặc cáp xê dịch.
Bước 6: nối linh kiện và đọc bốn nhóm kết quả
- Suy hao chèn (cổng vào → cổng thẳng): đọc trên S21.
- Hệ số ghép (vào → ghép): đọc trên S31, kỳ vọng quanh −20 dB.
- Độ cách ly (vào → cách ly): đọc trên S41. Độ định hướng bằng độ cách ly trừ hệ số ghép.
- Suy hao phản hồi từng cổng: S11, S22, S33, S44.
Phần lý thuyết có trong bài đo bộ ghép định hướng.
Bước 7: lưu và lập hồ sơ
Lưu file Touchstone .s4p để đưa vào phần mềm mô phỏng. Ghi lại bộ chuẩn đã dùng, nhiệt độ phòng và ngày hiệu chuẩn máy; chu kỳ hiệu chuẩn Keysight công bố là 1 năm.
Tốc độ đo và mở rộng số cổng
Data sheet cho thời gian chu kỳ điển hình với 201 điểm, dải 10 MHz – 9 GHz, băng thông IF 1 MHz: 76,4 ms khi hiệu chuẩn 4 cổng và 141,4 ms khi hiệu chuẩn 6 cổng.
Về cấu hình phần cứng, dòng P502xA có ba tùy chọn bộ đo: 400 (4 cổng), 402 (4 cổng, hai nguồn) và 600 (6 cổng). Khi cần nhiều cổng hơn, phần mềm S97551A ghép hai máy USB thành một VNA đa cổng đo đầy đủ tham số S chéo, với bộ cáp liên kết Y1701A.
Máy đủ gọn để mang đi: 176 × 68 × 333 mm, nặng 2,82 kg bản 4 cổng và 2,98 kg bản 6 cổng.
P5023A giá và cách chọn cấu hình
P5023A giá phụ thuộc vào số cổng (400, 402 hay 600), phần mềm ứng dụng như phân tích miền thời gian S97011A hay ghép đa máy S97551A, và phụ kiện hiệu chuẩn. Hãy gửi danh sách linh kiện cần đo để liên hệ báo giá P5023A đúng cấu hình.
Techmaster là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn đạt ISO/IEC 17025, hỗ trợ tư vấn cấu hình máy phân tích mạng vector P5023A và hiệu chuẩn định kỳ. Trang sản phẩm Keysight hiện vẫn bán model này, không ghi ngừng sản xuất. Các dòng máy phân tích mạng Keysight khác có tại trang Keysight của Techmaster.
Câu hỏi thường gặp
Keysight P5023A có mấy cổng và dải tần bao nhiêu?
Theo Keysight, P5023A phủ 9 kHz đến 14 GHz và có hai cấu hình số cổng: 4 cổng (tùy chọn 400 hoặc 402 hai nguồn) và 6 cổng (tùy chọn 600). Cổng đo dùng đầu nối 3,5 mm cái.
Dải động của P5023A là bao nhiêu?
Data sheet 5992-3606EN công bố dải động hệ thống 140 dB bảo đảm (150 dB điển hình) ở 50 MHz – 3 GHz và 133 dB bảo đảm (142 dB điển hình) ở 9 – 14 GHz, tính tại băng thông IF 10 Hz.
Có thể mở rộng P5023A lên nhiều cổng hơn không?
Có. Với phần mềm S97551A, hai máy USB dòng P500xA/P502xA ghép thành một VNA đa cổng đo đầy đủ tham số S chéo; Keysight yêu cầu dùng bộ cáp liên kết Y1701A.
