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從模擬示波器到下一代模擬信號(hào)測(cè)量,示波器創(chuàng)新歷程

發(fā)布時(shí)間:2024-01-11 來(lái)源:泰克科技 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】展望2024年,泰克示波器將繼續(xù)致力于創(chuàng)新和卓越。隨著半導(dǎo)體、汽車(chē)、高速接口技術(shù)等領(lǐng)域的不斷發(fā)展,電子測(cè)試和測(cè)量的需求將變得更為復(fù)雜和多樣化。泰克示波器有望在這個(gè)充滿(mǎn)挑戰(zhàn)和機(jī)遇的新時(shí)代中繼續(xù)引領(lǐng)潮流,為客戶(hù)提供更先進(jìn)、更智能的解決方案。

 

從1946年泰克誕生,到2024年新年伊始,示波器從第一臺(tái)商用示波器到模擬示波器再到數(shù)字示波器,以及如今的下一代模擬信號(hào)測(cè)量不斷精益求精,泰克都做了什么?在辭舊迎新之際,我們一起探索泰克創(chuàng)新歷程,尋跡示波器發(fā)展趨勢(shì)。

泰克示波器的歷史可以追溯到70多年前。當(dāng)時(shí),霍華德·沃倫(Howard Vollum)和杰克·默多克(Jack Murdock)還從未想過(guò)要建立起一個(gè)商業(yè)公司。直到1945 年 12 月,來(lái)自波特蘭東南部的兩位朋友為他們的電子公司起草了公司章程,將他們的企業(yè)定義為“安裝、修理、服務(wù)和銷(xiāo)售、購(gòu)買(mǎi)、制造以及以其他方式獲得和交易無(wú)線電和其他儀器的企業(yè)。但他們真正想到的是“其他儀器”,就是陰極射線示波器。

商用示波器的由來(lái)

Vollum是一位才華橫溢的年輕電子工程師,雖然個(gè)人沉默寡言,但他擁有里德學(xué)院的物理學(xué)學(xué)位,并因其戰(zhàn)時(shí)在信號(hào)兵團(tuán)的雷達(dá)工作而獲得軍團(tuán)勛章,他擔(dān)任總裁兼總工程師。Murdock是戰(zhàn)前電器店的老板,性格開(kāi)朗,對(duì)商業(yè)有敏銳的頭腦,他擔(dān)任副總裁兼總經(jīng)理。

作為技術(shù)主管,Vollum 決定讓泰克生產(chǎn)一種獨(dú)特的儀器,即示波器,被人們稱(chēng)為工程師的眼睛。Vollum 從他的雷達(dá)工作中知道,當(dāng)時(shí)的商用示波器自第一次世界大戰(zhàn)以來(lái)變化不大,但可悲的是這并不夠用,因?yàn)樗鼈兲峁┑耐ǔJ怯∠笫降碾娦盘?hào)圖像,而不是對(duì)相關(guān)現(xiàn)象的精確測(cè)量,當(dāng)時(shí)的他就確信新一代工程師真正需要這種精確測(cè)量。

他認(rèn)為,在雷達(dá)、無(wú)線電、電視和當(dāng)時(shí)尚未發(fā)明的相關(guān)技術(shù)的發(fā)展中,一種更復(fù)雜的儀器將變得不可或缺。不過(guò),他估計(jì)整個(gè)世界市場(chǎng)不超過(guò)700臺(tái)。這符合 Vollum 和 Murdock 的雄心壯志,他們將泰克設(shè)想為一家具有家庭氛圍的小公司,其工資單上可能有十幾名員工。

當(dāng)Murdock開(kāi)始購(gòu)買(mǎi)和儲(chǔ)存公司能買(mǎi)得起的所有剩余電子產(chǎn)品時(shí),Vollum去他父母家的地下室工作,并創(chuàng)造了一個(gè)叫做 501 的龐大裝置。它高 18 英寸,長(zhǎng)兩倍,寬兩倍,重量幾乎和它的創(chuàng)造者一樣重,但它奏效了。沒(méi)過(guò)多久,Vollum 的長(zhǎng)凳上就擺放著一個(gè)縮小版的生產(chǎn)原型 511,它的大小與單抽屜文件柜差不多,側(cè)面有百葉窗,表面有一個(gè) 5 英寸的陰極射線管屏幕,周?chē)?30 個(gè)黑色旋鈕,它重 65 磅,被認(rèn)為是便攜式的,可以由一個(gè)人舉起。


從模擬示波器到下一代模擬信號(hào)測(cè)量,示波器創(chuàng)新歷程


就這樣,泰克公司成為商用示波器的創(chuàng)始者。1946年,泰克公司研發(fā)出的世界上第一臺(tái)商用示波器Vollumscope,使用了大量的晶體管,是當(dāng)時(shí)速度最快、精度最高和最便攜的示波器。

作為工程師“眼睛”的示波器,從此能將肉眼看不見(jiàn)的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成可視化的圖像,被廣泛應(yīng)用于電子測(cè)量、調(diào)試、教育等領(lǐng)域。

自 1946 年成立以來(lái),泰克一直是全球示波器技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者,70 多年來(lái)不斷推陳出新,從模擬示波器到數(shù)字示波器,再到新時(shí)代示波器不斷在性能指標(biāo)上精益求精、軟件支持應(yīng)用領(lǐng)域愈加靈活多變以及不斷與時(shí)俱進(jìn)的新功能新體驗(yàn),泰克始終走在示波器創(chuàng)新的前沿。

回首模擬示波器的年代

模擬示波器讓泰克逐漸在行業(yè)中嶄露頭角。在 20 世紀(jì) 40 年代和 50 年代,泰克推出了一系列經(jīng)典的模擬示波器,如 511、521 和 541 等型號(hào)。這些示波器采用了陰極射線管(CRT)顯示技術(shù),能夠?qū)崟r(shí)顯示電信號(hào)的波形,為工程師提供了一種直觀、可靠的測(cè)量工具。此類(lèi)設(shè)備能夠利用圖形來(lái)表示電信號(hào),從而將電壓轉(zhuǎn)換為一種可見(jiàn)的形式并顯示在屏幕上。這種轉(zhuǎn)換對(duì)我們觀察電信號(hào)的行為(例如頻率、振幅和失真情況)有著至關(guān)重要的意義,并能夠幫助我們直觀地了解電子信號(hào)的各種特性。


從模擬示波器到下一代模擬信號(hào)測(cè)量,示波器創(chuàng)新歷程型號(hào)511


模擬示波器的正常運(yùn)行是在幾個(gè)關(guān)鍵組件的共同作用下實(shí)現(xiàn)的,包括陰極射線管CRT、垂直放大器、時(shí)基、水平放大器、電源。CRT是整個(gè)模擬示波器運(yùn)行的核心,其中的電子束能夠形成被測(cè)電信號(hào)的可見(jiàn)軌跡,其過(guò)程包括垂直放大、時(shí)基控制、水平放大。

此類(lèi)示波器功能廣泛,可供教學(xué)實(shí)驗(yàn)室、電子產(chǎn)品維修部門(mén)、研發(fā)機(jī)構(gòu)和業(yè)余愛(ài)好者用于各種教學(xué)和故障排除工作。作為一種教學(xué)工具,模擬示波器可將各種理論性的電子學(xué)概念與實(shí)際應(yīng)用相互融合,從而為學(xué)生帶來(lái)無(wú)比寶貴的實(shí)踐信息。

模擬示波器顯示波形的方式頗具美感,在音頻工程等重視細(xì)微波形差異的領(lǐng)域尤其如此。在音頻工程領(lǐng)域,模擬示波器對(duì)于分析音頻信號(hào)、評(píng)估聲音質(zhì)量以及確保錄音和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的保真度有著至關(guān)重要的意義。如今越來(lái)越多的發(fā)燒友和專(zhuān)業(yè)人士開(kāi)始醉心于復(fù)古電子產(chǎn)品,而模擬示波器能夠兼容各種老舊技術(shù),因此成為了維修此類(lèi)產(chǎn)品時(shí)不可或缺的重要工具。

模擬示波器的定制和改裝包括增加帶寬、提升靈敏度以及用于藝術(shù)用途等等;這也是此類(lèi)示波器所具備的一種獨(dú)一無(wú)二的魅力。

盡管模擬示波器具有獨(dú)特以上優(yōu)勢(shì),但與數(shù)字示波器相比,模擬示波器仍然存在存儲(chǔ)空間有限和高級(jí)功能不足等缺點(diǎn)。然而,特定的專(zhuān)屬應(yīng)用領(lǐng)域仍然能夠確保模擬示波器具有一定的實(shí)用性。

數(shù)字示波器的更迭

在歌頌?zāi)M示波器這一偉大創(chuàng)新的同時(shí),我們也不會(huì)忘記數(shù)字示波器為我們帶來(lái)的巨大變革。這些先進(jìn)的工具在模擬型號(hào)的基礎(chǔ)上對(duì)功能進(jìn)行了大幅強(qiáng)化:

? 增強(qiáng)型數(shù)據(jù)分析:數(shù)字示波器具有更出色的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索能力,可幫助用戶(hù)執(zhí)行更加全面的信號(hào)分析。
? 精確性和可靠性:數(shù)字格式的信息能夠提供更加準(zhǔn)確的讀數(shù),這一點(diǎn)對(duì)復(fù)雜的電子測(cè)試來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。
? 易用性:現(xiàn)代化的界面可保證數(shù)字示波器更加簡(jiǎn)單易用,從而降低新用戶(hù)的學(xué)習(xí)成本。


從模擬示波器到下一代模擬信號(hào)測(cè)量,示波器創(chuàng)新歷程


隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,泰克在 20 世紀(jì) 70 年代推出了一款數(shù)字示波器,Tektronix 465。這是一款功能強(qiáng)大的便攜式晶體管示波器,迅速成為數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)人員的標(biāo)準(zhǔn)儀器,曾兩次用于數(shù)字設(shè)計(jì)革命,幫助視頻游戲行業(yè)誕生了Pong 和第一臺(tái)具有高分辨率彩色圖形的個(gè)人電腦 Apple II。此后,在80年代模擬示波器開(kāi)始讓位于數(shù)字示波器,90年代之后泰克不斷推出數(shù)字示波器的新產(chǎn)品,如 DPO、MDO、MSO 等系列,不斷提高示波器的帶寬、采樣率和存儲(chǔ)深度等性能指標(biāo)。

數(shù)字示波器是任何設(shè)計(jì)、制造或維修電子設(shè)備的人不可或缺的工具。在當(dāng)今快節(jié)奏的世界中,工程師需要最好的工具來(lái)快速準(zhǔn)確地解決他們的測(cè)量挑戰(zhàn)。作為工程師的眼中之眼,數(shù)字示波器是應(yīng)對(duì)當(dāng)今苛刻測(cè)量挑戰(zhàn)的關(guān)鍵。

數(shù)字示波器的用途不僅限于電子領(lǐng)域。使用適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳎瑪?shù)字示波器可以測(cè)量各種現(xiàn)象。傳感器是一種響應(yīng)物理刺激(如聲音、機(jī)械應(yīng)力、壓力、光或熱)產(chǎn)生電信號(hào)的設(shè)備。麥克風(fēng)是將聲音轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器。

從物理學(xué)家到維修技術(shù)人員,每個(gè)人都在使用數(shù)字示波器。汽車(chē)工程師使用數(shù)字示波器將來(lái)自傳感器的模擬數(shù)據(jù)與來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的串行數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián);醫(yī)學(xué)研究人員使用數(shù)字示波器測(cè)量腦電波。其應(yīng)用場(chǎng)景的可能性是無(wú)窮無(wú)盡的。

近年來(lái)的全新一代示波器

進(jìn)入 21 世紀(jì),泰克又推出了一系列新時(shí)代示波器,如 MSO5 系列、MSO6 系列和 MDO3、MSO4,以及全新2系和剛剛推出的4系列B MSO 系列等。這些示波器采用了最新的技術(shù),如高清顯示屏、觸摸操作、無(wú)線連接等,為工程師提供了更加便捷、高效的測(cè)量工具。


從模擬示波器到下一代模擬信號(hào)測(cè)量,示波器創(chuàng)新歷程


近年來(lái),混合信號(hào)示波器的創(chuàng)新使其能夠更好地適應(yīng)各種應(yīng)用場(chǎng)景,滿(mǎn)足用戶(hù)在不同領(lǐng)域的需求,以全新2系列MSO為例,它聚焦客戶(hù)體驗(yàn),打造服務(wù)廣大工程師的個(gè)人測(cè)試終端新概念,實(shí)現(xiàn)輕薄的便攜性,以及更為全面的測(cè)試、分析功能。新2系可以選配任意函數(shù)發(fā)生器(AFG)、碼型發(fā)生器、電壓表和頻率計(jì)數(shù)器等內(nèi)置功能,成功地把多種儀器功能置入到同一臺(tái)設(shè)備中,在減少要攜帶或要購(gòu)買(mǎi)的儀器數(shù)量的同時(shí),又提高了可以完成的工作數(shù)目。新2系可以在工作臺(tái)與測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)之間無(wú)縫移動(dòng),為傳統(tǒng)示波器擴(kuò)展出全新的應(yīng)用場(chǎng)景。


從模擬示波器到下一代模擬信號(hào)測(cè)量,示波器創(chuàng)新歷程


再到最新發(fā)布的4系列B MSO,專(zhuān)門(mén)面向需要卓越的精度、多功能性和易用性的嵌入式產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員,其帶寬為 200 MHz 至 1.5 GHz,具有高達(dá) 16 位的垂直分辨率和 6.25 GS/s 的實(shí)時(shí)采樣率,并可實(shí)現(xiàn)與先前版本的 4 系列同樣出色的信號(hào)保真度。此外,該產(chǎn)品不僅繼承了前代產(chǎn)品備受好評(píng)的觸控式用戶(hù)界面,而且對(duì)處理器系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)??蛻?hù)會(huì)驚喜地發(fā)現(xiàn),4 系列 B MSO 用戶(hù)界面的響應(yīng)速度可達(dá)先前產(chǎn)品的兩倍以上,且高級(jí)分析功能的運(yùn)行速度也有明顯提升。 


從模擬示波器到下一代模擬信號(hào)測(cè)量,示波器創(chuàng)新歷程


展望2024年,泰克示波器將繼續(xù)致力于創(chuàng)新和卓越。隨著半導(dǎo)體、汽車(chē)、高速接口技術(shù)等領(lǐng)域的不斷發(fā)展,電子測(cè)試和測(cè)量的需求將變得更為復(fù)雜和多樣化。泰克示波器有望在這個(gè)充滿(mǎn)挑戰(zhàn)和機(jī)遇的新時(shí)代中繼續(xù)引領(lǐng)潮流,為客戶(hù)提供更先進(jìn)、更智能的解決方案。

在這新年的開(kāi)始,讓我們共同期待泰克示波器在電子技術(shù)領(lǐng)域再創(chuàng)輝煌,繼續(xù)為科技進(jìn)步做出卓越貢獻(xiàn)。愿泰克示波器與時(shí)俱進(jìn),創(chuàng)新不斷,為全球工程師和科學(xué)家創(chuàng)造更多可能性,成就更加輝煌的明天。

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