Ứng dụng Keysight N9323C: đo hài tới 13,6 GHz, EMI và AM/FM

Keysight N9323C là máy phân tích phổ cơ bản (BSA) có dải tần cao nhất trong nhóm N932xC: 1 MHz đến 13,6 GHz. Với dải tần này, một chiếc máy để bàn gọn có thể bắt được hài bậc hai của tín hiệu Wi-Fi 5,8 GHz, rò dao động nội của bộ đổi tần băng X, hay phát xạ của module IoT 2,4 GHz tới hài bậc năm. Bài này đi thẳng vào bốn quy trình đo thực tế và checklist trước khi đo. Mọi con số lấy từ data sheet, configuration guide và trang sản phẩm của Keysight.

Keysight N9323C dùng cho bài đo nào?

Ba model anh em N9321C và N9322C dừng ở 4 GHz và 7 GHz. N9323C kéo lên 13,6 GHz, nên phù hợp khi tín hiệu cơ bản đã nằm ở vài GHz và bạn cần nhìn các thành phần hài, ảnh hoặc rò rỉ ở phía trên. Các nhóm bài đo điển hình:

• Đo hài máy phát: tín hiệu 2,4 GHz có hài bậc 2 đến 5 tại 4,8; 7,2; 9,6 và 12,0 GHz, đều nằm trong dải đo. Tín hiệu 5,8 GHz có hài bậc hai 11,6 GHz.
• Kiểm tra bộ đổi tần: rò LO, sản phẩm trộn, phát xạ giả tới 13,6 GHz.
• Đo phổ chiếm dụng và công suất kênh bằng marker và các option quét kênh.
• Tiền kiểm EMI (pre-compliance) với option EMC.
• Phân tích điều chế AM/FM và ASK/FSK cho máy phát đơn giản, remote, cảm biến không dây.

Máy vẫn là BSA: màn hình 6,5 inch 640 × 480, 461 điểm quét cố định, băng phân tích tối đa 1 MHz theo trang sản phẩm Keysight. Nó không thay thế máy phân tích tín hiệu X-Series cho bài đo điều chế số băng rộng.

N9323C thông số cần nhớ khi đo

Những con số quyết định cách đặt máy:

• Dải tần: 1 MHz – 13,6 GHz, ghép AC, độ phân giải 1 Hz. Span từ 100 Hz đến 13,6 GHz, cộng chế độ zero span.
• RBW: 10 Hz – 3 MHz; VBW: 1 Hz – 3 MHz, đều theo dãy 1-3-10.
• Suy hao đầu vào: 0 – 50 dB, bước 5 dB. Mức hỏng tối đa +30 dBm trung bình liên tục (tối đa 3 phút, suy hao ≥ 20 dB) và ±50 VDC.
• DANL (chuẩn hóa 1 Hz, 10 MHz – 3 GHz): −137 dBm khi tắt tiền khuếch đại; −150 dBm khi bật option P13 (độ lợi 15 dB danh định, phủ 1 MHz – 13,6 GHz).
• Hài bậc hai nội tại: < −65 dBc (50 MHz – 7 GHz), < −80 dBc (7 – 13,6 GHz). TOI: +9 dBm (300 MHz – 8 GHz), +10 dBm (8 – 13,6 GHz).
• Độ chính xác biên độ tổng: ±1,3 dB (1 – 7 GHz), ±1,6 dB (7 – 13,6 GHz).

Quy trình 1: đo hài máy phát tới 13,6 GHz

Đây là bài đo mà dải tần 13,6 GHz phát huy rõ nhất. Ví dụ với một module phát 2,4 GHz:

1. Bảo vệ đầu vào: ước lượng công suất ra của DUT. Nếu gần ngưỡng +20 dBm của dải đo, chèn suy hao ngoài, và luôn dùng tụ chặn DC khi có nguy cơ điện áp DC trên đường RF.
2. Đo sóng cơ bản: đặt tần số trung tâm 2,4 GHz, span vài MHz, dùng marker peak để đọc công suất sóng mang.
3. Quét rộng: start 1 GHz, stop 13,6 GHz để thấy toàn bộ hài bậc 2 đến 5. Với 461 điểm quét trên span 12,6 GHz, mỗi điểm cách nhau khoảng 27 MHz, nên chỉ dùng bước này để định vị.
4. Thu hẹp từng hài: đặt marker lên từng hài, span hẹp lại, giảm RBW để hạ nền nhiễu rồi đọc mức theo dBc so với sóng cơ bản.
5. Xác nhận hài do DUT tạo ra: tăng suy hao đầu vào thêm 10 dB. Nếu mức hài (đã bù suy hao) không đổi, đó là hài thật của DUT; nếu nó giảm mạnh, phần lớn hài sinh ra trong bộ trộn của máy phân tích.

Hài nội tại của N9323C dưới −65 dBc ở dải 50 MHz – 7 GHz, nên với các yêu cầu khắt khe hơn mức này, cần thêm bộ lọc thông thấp hoặc notch trước máy để triệt sóng cơ bản.

Quy trình 2: đo băng thông chiếm dụng và công suất kênh

Với máy phát băng hẹp, cách làm thủ công vẫn cho kết quả nhất quán:

1. Đặt tần số trung tâm bằng tần số kênh, span khoảng 2–3 lần băng thông dự kiến.
2. Chọn RBW nhỏ hơn nhiều so với băng thông tín hiệu (thường 1–5%), detector average hoặc RMS, bật trace average.
3. Dùng marker và phép đo theo băng (band power) để tích phân công suất trong kênh; đọc biên trái phải ở mức suy giảm quy định.
4. Khi cần theo dõi nhiều kênh cùng lúc, option SCN quét công suất tới 20 kênh, còn option TPN cho phép lưu chuỗi tối đa 20 bước đo liên tiếp để lặp lại trên dây chuyền.

Quy trình 3: tiền kiểm EMI với option EMC

Option EMC thêm các băng thông theo CISPR 200 Hz, 9 kHz, 120 kHz, 1 MHz và bộ tách sóng quasi-peak. Kết quả tiền kiểm không thay cho đo chứng nhận:

1. Nối anten hoặc LISN; ghi hệ số anten và suy hao cáp để bù.
2. Quét nhanh bằng detector positive peak với RBW CISPR tương ứng dải tần (ví dụ 120 kHz cho 30 MHz – 1 GHz; 1 MHz cho trên 1 GHz).
3. Đánh dấu các đỉnh sát giới hạn, rồi đo lại riêng từng điểm bằng quasi-peak.

Khi cần tách nhiễu gián đoạn, option TMG (time-gated) cho phép chỉ đo một trong các tín hiệu tách biệt theo thời gian hoặc loại bỏ nhiễu tuần hoàn.

Quy trình 4: phân tích AM/FM, ASK/FSK và theo dõi phổ

• AMA: cho số đo công suất sóng mang, tốc độ điều chế, độ sâu AM, độ di tần, SINAD và lệch tần sóng mang.
• DMA: cho tín hiệu ASK/FSK của remote, khóa cửa, cảm biến: công suất sóng mang, sai số và độ sâu ASK, độ di tần và sai số FSK, sai số biên độ, lệch tần sóng mang.
• MNT: thêm spectrogram, ghi và phát lại để bắt tín hiệu gián đoạn hoặc nhiễu xuất hiện không theo chu kỳ.

Nếu bài đo có phần đáp ứng tần số của bộ lọc, option tracking generator TG7 phủ tới 7 GHz, không phủ hết 13,6 GHz. Theo configuration guide, phép đo phản xạ RM7 không có cho N9323C.

Checklist trước khi đo với máy phân tích phổ Keysight

• Khởi động máy, kiểm tra nhanh bằng cổng cal output (−25 dBm tại 40 MHz).
• Chọn suy hao đầu vào hợp lý: nhiều suy hao giảm méo nội nhưng tăng nền nhiễu.
• Bật preamp P13 chỉ khi đo tín hiệu yếu; tắt khi tín hiệu mạnh để tránh nén.
• Giảm RBW để hạ nền nhiễu, chấp nhận thời gian quét dài hơn.
• Bù suy hao cáp, đầu nối; trên 7 GHz VSWR đầu vào danh định < 2:1 nên nên dùng cáp và adapter chất lượng.

Techmaster có phòng hiệu chuẩn đạt ISO/IEC 17025 để hiệu chuẩn định kỳ máy sau khi giao.

Đặt mua và cấu hình N9323C

Techmaster Electronics là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam. Bạn có thể xem cấu hình và đặt hỏi trên trang máy phân tích phổ Keysight N9323C; N9323C giá liên hệ báo giá Techmaster, tùy các option P13, EMC, AMA, DMA, TG7 và PFR bạn chọn. Hãy mô tả bài đo để được tư vấn đúng option cho Keysight N9323C. Các dòng máy khác xem tại trang Keysight của Techmaster.

Câu hỏi thường gặp

Keysight N9323C đo được tới tần số nào?

Theo Keysight, N9323C đo từ 1 MHz đến 13,6 GHz, độ phân giải tần số 1 Hz, RBW 10 Hz – 3 MHz.

N9323C có tracking generator phủ 13,6 GHz không?

Không. Option tracking generator TG7 của N9323C phủ tới 7 GHz, và phép đo phản xạ RM7 không có cho model này theo configuration guide của Keysight.

Có thể dùng N9323C để tiền kiểm EMI không?

Có, với option EMC: thêm băng thông CISPR 200 Hz, 9 kHz, 120 kHz, 1 MHz và bộ tách sóng quasi-peak cho phép đo tiền kiểm. Kết quả không thay cho phép đo chứng nhận.

Biên soạn bởi Khanh Nguyen — Marketing Manager, Techmaster Electronics JSC.