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從模擬示波器到下一代模擬信號測量,示波器創(chuàng)新歷程

發(fā)布時間:2024-01-11 來源: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、高速接口技術(shù)等領(lǐng)域的不斷發(fā)展,電子測試和測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充滿挑戰(zhàn)和機遇的新時代中繼續(xù)引領(lǐng)潮流,為客戶提供更先進、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測量不斷精益求精,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。

泰克示波器的歷史可以追溯到70多年前。當時,霍華德·沃倫(Howard Vollum)和杰克·默多克(Jack Murdock)還從未想過要建立起一個商業(yè)公司。直到1945 年 12 月,來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)和銷售、購買、制造以及以其他方式獲得和交易無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

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

作為技術(shù)主管,Vollum 決定讓泰克生產(chǎn)一種獨特的儀器,即示波器,被人們稱為工程師的眼睛。Vollum 從他的雷達工作中知道,當時的商用示波器自第一次世界大戰(zhàn)以來變化不大,但可悲的是這并不夠用,因為它們提供的通常是印象式的電信號圖像,而不是對相關(guān)現(xiàn)象的精確測量,當時的他就確信新一代工程師真正需要這種精確測量。

他認為,在雷達、無線電、電視和當時尚未發(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,他估計整個世界市場不超過700臺。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Murdock開始購買和儲存公司能買得起的所有剩余電子產(chǎn)品時,Vollum去他父母家的地下室工作,并創(chuàng)造了一個叫做 501 的龐大裝置。它高 18 英寸,長兩倍,寬兩倍,重量幾乎和它的創(chuàng)造者一樣重,但它奏效了。沒過多久,Vollum 的長凳上就擺放著一個縮小版的生產(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 5 英寸的陰極射線管屏幕,周圍有 30 個黑色旋鈕,它重 65 磅,被認為是便攜式的,可以由一個人舉起。


從模擬示波器到下一代模擬信號測量,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)出的世界上第一臺商用示波器Vollumscope,使用了大量的晶體管,是當時速度最快、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的電信號轉(zhuǎn)換成可視化的圖像,被廣泛應(yīng)用于電子測量、調(diào)試、教育等領(lǐng)域。

自 1946 年成立以來,泰克一直是全球示波器技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者,70 多年來不斷推陳出新,從模擬示波器到數(shù)字示波器,再到新時代示波器不斷在性能指標上精益求精、軟件支持應(yīng)用領(lǐng)域愈加靈活多變以及不斷與時俱進的新功能新體驗,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 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。這些示波器采用了陰極射線管(CRT)顯示技術(shù),能夠?qū)崟r顯示電信號的波形,為工程師提供了一種直觀、可靠的測量工具。此類設(shè)備能夠利用圖形來表示電信號,從而將電壓轉(zhuǎn)換為一種可見的形式并顯示在屏幕上。這種轉(zhuǎn)換對我們觀察電信號的行為(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的各種特性。


從模擬示波器到下一代模擬信號測量,示波器創(chuàng)新歷程型號511


模擬示波器的正常運行是在幾個關(guān)鍵組件的共同作用下實現(xiàn)的,包括陰極射線管CRT、垂直放大器、時基、水平放大器、電源。CRT是整個模擬示波器運行的核心,其中的電子束能夠形成被測電信號的可見軌跡,其過程包括垂直放大、時基控制、水平放大。

此類示波器功能廣泛,可供教學(xué)實驗室、電子產(chǎn)品維修部門、研發(fā)機構(gòu)和業(yè)余愛好者用于各種教學(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)概念與實際應(yīng)用相互融合,從而為學(xué)生帶來無比寶貴的實踐信息。

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,模擬示波器對于分析音頻信號、評估聲音質(zhì)量以及確保錄音和現(xiàn)場設(shè)置的保真度有著至關(guān)重要的意義。如今越來越多的發(fā)燒友和專業(yè)人士開始醉心于復(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產(chǎn)品時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;這也是此類示波器所具備的一種獨一無二的魅力。

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

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,我們也不會忘記數(shù)字示波器為我們帶來的巨大變革。這些先進的工具在模擬型號的基礎(chǔ)上對功能進行了大幅強化:

? 增強型數(shù)據(jù)分析:數(shù)字示波器具有更出色的數(shù)據(jù)存儲和檢索能力,可幫助用戶執(zhí)行更加全面的信號分析。
? 精確性和可靠性:數(shù)字格式的信息能夠提供更加準確的讀數(shù),這一點對復(fù)雜的電子測試來說至關(guān)重要。
? 易用性:現(xiàn)代化的界面可保證數(shù)字示波器更加簡單易用,從而降低新用戶的學(xué)習(xí)成本。


從模擬示波器到下一代模擬信號測量,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 70 年代推出了一款數(shù)字示波器,Tektronix 465。這是一款功能強大的便攜式晶體管示波器,迅速成為數(shù)字邏輯設(shè)計人員的標準儀器,曾兩次用于數(shù)字設(shè)計革命,幫助視頻游戲行業(yè)誕生了Pong 和第一臺具有高分辨率彩色圖形的個人電腦 Apple II。此后,在80年代模擬示波器開始讓位于數(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、采樣率和存儲深度等性能指標。

數(shù)字示波器是任何設(shè)計、制造或維修電子設(shè)備的人不可或缺的工具。在當今快節(jié)奏的世界中,工程師需要最好的工具來快速準確地解決他們的測量挑戰(zhàn)。作為工程師的眼中之眼,數(shù)字示波器是應(yīng)對當今苛刻測量挑戰(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?shù)膫鞲衅?,?shù)字示波器可以測量各種現(xiàn)象。傳感器是一種響應(yīng)物理刺激(如聲音、機械應(yīng)力、壓力、光或熱)產(chǎn)生電信號的設(shè)備。麥克風(fēng)是將聲音轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器。

從物理學(xué)家到維修技術(shù)人員,每個人都在使用數(shù)字示波器。汽車工程師使用數(shù)字示波器將來自傳感器的模擬數(shù)據(jù)與來自發(fā)動機控制單元的串行數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián);醫(yī)學(xué)研究人員使用數(shù)字示波器測量腦電波。其應(yīng)用場景的可能性是無窮無盡的。

近年來的全新一代示波器

進入 21 世紀,泰克又推出了一系列新時代示波器,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、無線連接等,為工程師提供了更加便捷、高效的測量工具。


從模擬示波器到下一代模擬信號測量,示波器創(chuàng)新歷程


近年來,混合信號示波器的創(chuàng)新使其能夠更好地適應(yīng)各種應(yīng)用場景,滿足用戶在不同領(lǐng)域的需求,以全新2系列MSO為例,它聚焦客戶體驗,打造服務(wù)廣大工程師的個人測試終端新概念,實現(xiàn)輕薄的便攜性,以及更為全面的測試、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設(shè)備中,在減少要攜帶或要購買的儀器數(shù)量的同時,又提高了可以完成的工作數(shù)目。新2系可以在工作臺與測試現(xiàn)場之間無縫移動,為傳統(tǒng)示波器擴展出全新的應(yīng)用場景。


從模擬示波器到下一代模擬信號測量,示波器創(chuàng)新歷程


再到最新發(fā)布的4系列B MSO,專門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)計人員,其帶寬為 200 MHz 至 1.5 GHz,具有高達 16 位的垂直分辨率和 6.25 GS/s 的實時采樣率,并可實現(xiàn)與先前版本的 4 系列同樣出色的信號保真度。此外,該產(chǎn)品不僅繼承了前代產(chǎn)品備受好評的觸控式用戶界面,而且對處理器系統(tǒng)進行了升級??蛻魰@喜地發(fā)現(xiàn),4 系列 B MSO 用戶界面的響應(yīng)速度可達先前產(chǎn)品的兩倍以上,且高級分析功能的運行速度也有明顯提升。 


從模擬示波器到下一代模擬信號測量,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、高速接口技術(shù)等領(lǐng)域的不斷發(fā)展,電子測試和測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充滿挑戰(zhàn)和機遇的新時代中繼續(xù)引領(lǐng)潮流,為客戶提供更先進、更智能的解決方案。

在這新年的開始,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)為科技進步做出卓越貢獻。愿泰克示波器與時俱進,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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