Keysight N4002A là nguồn tạp âm thông minh dòng SNS duy nhất trong bộ ba N4000A/N4001A/N4002A phủ tới 26,5 GHz: dải tần 10 MHz – 26,5 GHz, ENR danh định 15 dB, đo được DUT có hệ số tạp âm tới 30 dB. Bài này tập trung vào câu hỏi thực tế: ở dải 18 – 26,5 GHz, độ bất định đến từ đâu, đọc bảng đặc tả của Keysight N4002A theo từng dải tần thế nào và chuẩn bị phép đo ra sao. Mọi số liệu lấy từ tài liệu kỹ thuật 5988-0081EN và hướng dẫn đo hệ số tạp âm của Keysight.
Keysight N4002A lấp khoảng trống nào phía trên 18 GHz?
Hai model còn lại của dòng SNS — N4000A (ENR 6 dB) và N4001A (ENR 15 dB) — đều dừng ở 18 GHz. Với khối thu hoặc bộ khuếch đại băng rộng cần đặc tính hóa tới 26,5 GHz, N4002A là lựa chọn duy nhất trong dòng SNS. Theo Keysight, N4002A được thiết kế để đo hệ số tạp âm DUT tới 30 dB một cách tin cậy trên toàn dải 10 MHz – 26,5 GHz.
Ba khác biệt cần nắm ngay từ đầu:
- ENR: danh định 15 dB nhưng dải đặc tả rộng hơn N4001A — 12 – 17 dB thay vì 14 – 16 dB, vì một nguồn phải giữ đầu ra tạp âm trên dải tần gần gấp rưỡi.
- Đầu nối: chỉ có APC-3.5 (m). Tùy chọn Type-N (m) — option 001 — chỉ dành cho N4000A và N4001A; với N4002A, mọi phép đo đi qua giao diện 3,5 mm.
- Hệ số phản xạ: cao hơn N4001A ở dải thấp và tăng dần theo tần số, đạt SWR <1,35:1 trong dải 18 – 26,5 GHz.
Nếu DUT của bạn nằm hoàn toàn dưới 18 GHz, bài quy trình đo LNA với Keysight N4001A mô tả chi tiết bảy bước thao tác trên máy X-Series — quy trình đó áp dụng gần như nguyên vẹn cho N4002A.
Y-factor với ENR 15 dB: con số hệ số tạp âm đến từ đâu
Phương pháp Y-factor đo công suất tạp âm ở đầu ra DUT hai lần: khi nguồn tạp âm tắt (trạng thái “lạnh”) và bật (trạng thái “nóng”). Tỷ số hai công suất là Y. Với ENR đã biết, hệ số tạp âm tính theo công thức kinh điển trong Application Note 57-2 của Keysight:
NF (dB) = ENR (dB) − 10·log10(Y − 1)
Công thức cho thấy hai điều. Thứ nhất, ENR đi thẳng vào kết quả: tài liệu Keysight nói rõ mọi độ bất định của ENR truyền sang hệ số tạp âm đo được theo tỷ lệ dB đổi dB. Thứ hai, ENR càng cao thì Y càng lớn, phép đo ít nhạy với nhiễu đo hơn — lý do ENR 15 dB phù hợp DUT có hệ số tạp âm trung bình đến cao, tới 30 dB.
Máy phân tích còn cần nhiệt độ vật lý của nguồn ở trạng thái lạnh (T cold). Mặc định là 296,50 K; N4002A có cảm biến nhiệt độ tích hợp (0 – 55 °C, độ phân giải 0,25 °C, ±1 °C tại 25 °C), nên nên bật SNS T Cold = On để máy dùng nhiệt độ thật. ENR của dòng SNS biến thiên dưới 0,01 dB/°C trong dải 30 MHz – 26,5 GHz.
N4002A thông số theo từng dải tần: đọc bảng thế nào
Điểm mà nhiều kỹ sư bỏ qua: độ bất định ENR và hệ số phản xạ của N4002A không đồng đều trên toàn dải. Bảng dưới đây là giá trị đặc tính (characteristic) Keysight công bố — được 90% số máy đạt hoặc tốt hơn với độ tin cậy 90%:
| Dải tần (GHz) | SWR tối đa | Hệ số phản xạ ρ | Độ bất định ENR (± dB) |
|---|---|---|---|
| 0,01 – 1,5 | <1,22:1 | 0,10 | 0,15 |
| 1,5 – 3,0 | <1,22:1 | 0,10 | 0,13 |
| 3,0 – 7,0 | <1,22:1 | 0,10 | 0,13 |
| 7,0 – 18,0 | <1,25:1 | 0,11 | 0,15 |
| 18,0 – 26,5 | <1,35:1 | 0,15 | 0,22 |
Theo cột độ bất định ENR, dải 18 – 26,5 GHz có ±0,22 dB — gần gấp đôi dải 1,5 – 7 GHz, và theo quy tắc dB đổi dB, chừng đó đi thẳng vào ngân sách độ bất định của hệ số tạp âm. Theo cột hệ số phản xạ, ρ tăng từ 0,10 lên 0,15, nghĩa là phản xạ qua lại giữa nguồn và DUT lớn hơn, đặc biệt khi đầu vào DUT cũng phối hợp kém.
Độ bất định in trên báo cáo hiệu chuẩn là U(Y) mở rộng, độ tin cậy 95%, hệ số phủ k = 2. Mỗi máy có số riêng, nhưng các máy sản xuất cùng năm thường chỉ lệch nhau dưới 0,01 dB tại cùng tần số. Khi lập ngân sách độ bất định, luôn dùng số trên báo cáo hiệu chuẩn của chính máy đang dùng.
Chuẩn bị phép đo trên máy phân tích phổ Keysight
N4002A làm việc với máy phân tích hệ số tạp âm dòng NFA và máy phân tích phổ Keysight X-Series có ứng dụng đo hệ số tạp âm. Bảng ENR theo các điểm tần số chuẩn nằm trong EEPROM của nguồn và tự tải vào máy khi cắm cáp vào cổng SNS mặt sau — không nhập tay. Phần còn lại là kỷ luật chuẩn bị:
- Nhiệt độ và thời gian khởi động: đặc tả chỉ có hiệu lực ở 23 ± 5 °C và khi máy phân tích đã khởi động đủ 60 phút.
- Cáp SNS: tùy chọn 002 (cáp 1,5 m) là mặc định vì bắt buộc để chức năng SNS hoạt động; cần dài hơn thì dùng 11730B (3,0 m) hoặc 11730C (6,1 m).
- Đầu nối APC-3.5 (m): luôn siết bằng cờ-lê lực 8710-1764 (20 mm), chỉ vặn đai ốc, không xoay thân nguồn; vệ sinh sau mỗi 10 lần cắm. Làm đúng, đầu nối bền trên 1000 lần; dùng cẩu thả có thể dưới 200 lần.
- Bộ lọc 3,6 GHz trên X-Series: đầu vào RF có bộ lọc thông thấp 3,6 GHz tích hợp; cần tính đến khi phép quét băng rộng của bạn bắt đầu từ dưới 3,6 GHz.
- Máy tính độ bất định: bật tự động lấy thông số từ DUT Setup, kiểu nguồn tạp âm sẽ tự đặt Auto (SNS) khi N4002A đang nối.
Khi nào chọn N4002A, khi nào quay về N4001A hoặc N4000A?
Quy tắc đơn giản: dải tần quyết định trước, DUT quyết định sau. Chỉ cần một điểm đo vượt 18 GHz, N4002A là model duy nhất phù hợp trong dòng SNS. Nếu toàn bộ phép đo nằm dưới 18 GHz, hãy so sánh bảng đặc tính: N4001A có dải ENR hẹp hơn (14 – 16 dB) và hệ số phản xạ thấp hơn ở dải dưới 3 GHz (ρ 0,07 so với 0,10), còn có thêm tùy chọn đầu nối Type-N. Với LNA tạp âm rất thấp hoặc DUT nhạy với thay đổi trở kháng nguồn, N4000A với ENR 6 dB là lựa chọn Keysight khuyến nghị. Bài đo noise figure trong chuỗi thu RF giải thích cách phân bổ ngân sách tạp âm khi chuỗi đo có nhiều tầng khuếch đại và suy hao.
N4002A giá và cấu hình đặt hàng
N4002A giá phụ thuộc cấu hình: có lấy cáp SNS tùy chọn 002 hay đã có sẵn cáp, cấp hiệu chuẩn A1R tiêu chuẩn hay APR (so với chuẩn gốc của NPL, Anh), gói bảo hành R-51B kéo dài tới 36 tháng thay cho bảo hành tiêu chuẩn 12 tháng, và gói hiệu chuẩn R-50C-001 hoặc R-50C-002. Phụ kiện như cáp 11730B/C, bộ chuyển đổi chính xác 83059B và cờ-lê lực 8710-1764 / 8710-1765 nên chốt cùng lúc. Vui lòng liên hệ báo giá để nhận cấu hình theo đúng dải tần và DUT của bạn.
Techmaster Electronics là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn đạt ISO/IEC 17025, hỗ trợ tư vấn cấu hình và lập kế hoạch đo hệ số tạp âm. Để nhận báo giá nguồn tạp âm N4002A hoặc xem các dòng thiết bị khác, truy cập trang Keysight của Techmaster.
