Trong các phép đo RF hiện đại, đặc biệt trong filter, duplexer, antenna, system RF và 5G, ngoài các tham số quen thuộc như S11, S21, IL hay VSWR, còn một tham số rất quan trọng nhưng thường bị bỏ qua:

???? Group Delay (Độ trễ nhóm)

Đây là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến độ méo tín hiệu, chất lượng băng thông, EVM, độ trễ truyền và khả năng giữ dạng sóng (signal integrity) trong các hệ thống tốc độ cao.

???? 1. Group Delay là gì?

Group Delay = độ trễ mà một tín hiệu trải nghiệm khi truyền qua một thiết bị RF.

Định nghĩa toán học:

Trong đó:

• $\phi$ = pha của S21

• $\omega$ = tần số góc

???? Group Delay là độ dốc của pha S21 theo tần số.

Nói cách khác:

Group Delay cho biết tín hiệu có bị trễ không, và có bị méo dạng khi truyền qua DUT hay không.

???? 2. Tại sao Group Delay lại quan trọng?

✔ 2.1. Trễ không đồng đều → gây méo tín hiệu

Nếu Group Delay thay đổi nhiều theo tần số:

• Tín hiệu dạng xung sẽ bị kéo dài

• Đỉnh xung bị biến dạng

• Dữ liệu bị méo

• EVM tăng trong hệ thống OFDM (5G, WiFi 6)

✔ 2.2. Thiết bị lọc (Filter / Duplexer) cần Group Delay phẳng

Một filter tốt phải có:

• Group Delay trong passband thấp và phẳng (flat)

• Ít biến thiên theo tần số

Nếu không:

• S21 nhìn có vẻ vẫn “đẹp”

• Nhưng tín hiệu thực tế đi qua lại bị méo nặng

Đặc biệt ở:

• 5G NR, nơi yêu cầu EVM rất thấp

• 802.11ax/11be (WiFi 6/7)

• Hệ thống radar

• LiDAR

✔ 2.3. Group Delay ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ và độ ổn định của hệ thống

Các ứng dụng như:

• Hệ thống thời gian thực (real-time RF)

• Radar – định vị – dẫn đường

• Communications 5G/6G

• Systems MIMO

• Cáp tốc độ cao

Đều yêu cầu Group Delay ổn định.

???? 3. Ở đâu thường phải đo Group Delay?

⚙ 4. Cách đo Group Delay bằng VNA

Bước 1 – Chuẩn bị thiết bị

• VNA (Keysight ENA, PNA, R&S ZNB…)

• Bộ cal 2-port

• Cáp RF low-loss

Bước 2 – Cal 2-port

Thực hiện:

• Open

• Short

• Load

• Thru

Bước 3 – Chọn Format → Group Delay

Trên mặt VNA:

• CH1 → S21

• Format → Group Delay

Bước 4 – Quan sát biểu đồ

Một filter tốt:

• Group Delay = phẳng

• Biến thiên nhỏ (±0.5 ns hoặc ±1 ns)

Một filter xấu:

• Group Delay nhấp nhô

• Tăng vọt tại mép băng (band edge)

• Gây méo tín hiệu OFDM

???? 5. Group Delay bao nhiêu là tốt?

Tùy loại thiết bị:

Kết luận:
???? Group Delay phẳng quan trọng hơn là giá trị nhỏ.

???? 6. Nguyên nhân làm Group Delay xấu

• Thiết kế filter không tối ưu

• Dải passband quá rộng

• PCB FR4 ở tần số cao

• Matching không chuẩn 50Ω

• Vật liệu SAW/BAW chất lượng thấp

• Cáp RF rẻ, độ biến thiên pha lớn

• VIA nhiều làm thay đổi pha

• Routing RF zigzag

???? 7. HMAVN – Giải pháp đo Group Delay & Phase chuyên nghiệp

HMAVN cung cấp:

• Máy phân tích mạng VNA cao cấp cho đo Group Delay

• Bộ cal Keysight/R&S chuẩn đo lường

• Jig đo filter & duplexer

• Dịch vụ đo Group Delay – Phase – S21 – S11

• Hỗ trợ tối ưu filter, duplexer và hệ thống 5G/WiFi

• Tư vấn thiết kế PCB 50Ω cho hệ thống RF tốc độ cao

???? 8. Kết luận

Group Delay là một tham số cực kỳ quan trọng nhưng dễ bị bỏ qua trong các hệ thống RF.

Nó quyết định:

• Việc tín hiệu có bị méo hay không

• Khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao

• Độ ổn định và chất lượng filter/duplexer

• Chất lượng 5G, WiFi, radar và hệ thống MIMO

Một sản phẩm RF tốt không chỉ có S11 đẹp, S21 đẹp, mà còn phải có:

???? Group Delay phẳng – ổn định – ít biến thiên.

HMAVN luôn sẵn sàng đồng hành cùng doanh nghiệp với giải pháp đo kiểm hiện đại và đội ngũ kỹ thuật giàu kinh nghiệm.