中为什么没有端示波器?

　　有些事情并不能持续的深入研究，唯有市场的持续需求不断刺激步，就像战争那样，才可能有巨大的飞跃。另外，些其他的步，比如电子计算机，也与仪器的发展相辅而成，这也带来了思维的全面改观。

　　示波器作为电测行业基本的综合性仪器,和制他所涉及的域也十分广泛,从半导体到种材料,从机加工到电子无所不涉及。这就需要强大善的工业体系作为支撑。但是苏联早期无不具有这切?为什么苏联没有做起来呢?其实认为市场也是很关键的，仅依靠家力量，可能能在短时间内集中攻关力量解决个难题，随后投入其他难题的处理中。有些事情并不能持续的深入研究，唯有市场的持续需求不断刺激步，就像战争那样，才可能有巨大的飞跃。另外，些其他的步，比如电子计算机，也与仪器的发展相辅而成，这也带来了思维的全面改观。

　　涉及到示波器相关的具体，从60年代以前，般来说我和外的差距不是别的大，因为大家都用电子管，这个东西无非对工业机械设备有定的要求，主要是冲压和焊接等等，另外电子管殊的阴涂层材料也对性能影响至关重要，不过这切都不是遥不可及的。此外这个时期的示波器带宽通常还没有过40MHz，确实难度不是别大，这个阶段我们和储备方面没有太大差距，主要是因为需求也不是太多，导致产品无论从工艺还是结构，都有些落︽后。

　　示波器的局部，可以看到底板上还印有很多文字提示，精细。

　　顺便说说这个时代的制工艺，因为电子管本身体积较大，而且多半随着压大电流，所用的器件体积也很大，无论内还是外都是这样安装元器件的，也就是元件安装在支架上，然后用线相互连接。这种方式内俗称搭棚焊接。

　　入60年代中期，些半导体器件开始逐渐取代电子管的地位，此时示波器的带宽开始达到100MHz。在这个时期电子计算机〓的应用也开始逐渐推广开，这导致对示波器有更多的需求。此时(大约1965年)，HP公司也发布HP-IB总线，后来这种在70年代标准化∩成为IEEE488也就是GPIB。通过这种控制总线，计算机可以控制电子仪器工作，采集仪器的数据并且行分析。这使得我们对数据的使用和理解上升到个新的度，同时催生了自动化测量系统的概念，他带来了更的效率和的性。而此时内仍未太多步。带宽示波管对加工和提出了十分的要求，电子计算机更是全都没有多少。

　　由于晶体管缩小了体积和功耗，印刷电路板开始推广，通过PCB板，电子元件可以◣被快速有序的安装，同时减小了寄生参数。于是电路板的制工业也同步跟发展。

　　这段视频是1969年泰克拍摄的有关PCB板从到的全过程，可以看看当时是如何做的。可以提示下，上方图片优雅的曲线全都是人工绘制出来的。

　　图片来自位老前辈DIY，不过当时内的PCB基本上也就是这样。看起来粗糙的多╲。主要方法是给每个元件的安装点打孔并打铆钉，然后焊接在铆钉上，反面相互连接起来。这样的工艺效率低，安装密度也低。这些辅助工业也严重影响仪器的集成度提。

　　入70年代，我们的浩劫仍在继续。而美佬的微波半导体突飞猛，微电子集成电路更是日新月异，这个时段常规示波器带宽到达350MHz，种示波器可达1GHz。同时半导体的更步发展使得示波器全可程控化，也可以行数字化采集。比如同年代的模拟示波器已经具有微处理器了，可以在荧光屏上直观的读出测量参数，又可以将参数和波形传递给计算机→。直到几十年后产的模拟示波器才开始具有这种能力。而此时我们半导体工业止步不前，还只能普通逻辑门电路。当然8086类的CPU也仿制出来过，不过想想也是，1没人会用，2成本得吓人，3利用这些东西去做测量仪器，大的增加仪器成本和复杂程度，却没有足够的计算机与之相配套。此时的测量需求主要依靠口满足(中美关系还卐凑合)。在此时代，由于仪器以及军方需求，美佬开始制作4层电路板，并且使用了早期的计算机行EDA辅助电路。

　　比如...不比真的不知道差距有多大

　　80年代是PC和小霸王腾飞的时代。在此时代得益于众多行业对大规※模电路的需求，示波器也跟着沾光，入了数字时代。由于雷达等殊需求，砷化镓半导体快速成长，同时应用在网络分析仪，频谱分析仪等射频测量仪器内。这些其他域的铺垫为性能数字示波器铺平了道路。而内由于相关产业稀缺，在此时出现了大的断层，并且直到今天也未能追上。如果有兴趣的话可以看看80年代的美各种小霸王，有用各种各样的CPU的，比如Z80,MC6800,MC68000,6502等等。不得不说市场起了巨大作用，由于制这些消费电子产品，对于电测仪器自然也有巨大的需求了。在这个时期，元器件密度大的提，也促了SMD表面贴装的成熟，这代表着电路的集成度，稳定性，速度的大幅度提。

　　90年代初，随着计算机以及各种网络系统的日益复杂，对于测量∏仪器也提出了更的要求。这时以HP54600系列和泰克TDS500系列为主要代表的性能数字示波器登场。经过长期的积累，此时的数字示波器融合了的半导体，比如微计算机，DSP，CPLD，以及门的ASIC和代表核心的ADC，触发控制器等等。在软件方面也是各种测量算法的集合。可以说无论从哪方面，在那个年代我们的差距不是点半点。毕竟个286的零件都不能全产化，何谈更的示波器呢?

　　所以说题主的问题在我看来其实很宽泛，他涉及到多个域。虽说可能从台仪器仪器本身来看,就主要被限制在几个关键的器件上.但是想要做出这些东西非组织几次全性攻关就能得来相应的成果,他是长期积累和步的产物,也是智慧的结晶.同时也是顺应时代发展和市场需求的必然结果。

　　以下,通过简单看看示波器的发展史来更深入的理解积累的概念.也顺便看看前辈们的脑洞

　　古时候(90年代以前)。HP尚未被拆分，所以他也电测仪器，而且是靠着仪器发家的。拆分以后电测与生化测量叫做agilent (现电测再次拆分叫keysight)。半导体叫avago.同样泰克公司曾经旗下有MAXTEK公司，来和制本公司仪器所需的殊定制件。

　　01:史前时代

　　电子示波器的起点并不容易查证，所以史前时代由示波器的操作性来划分。如今我们常使用的可能是边沿触发模式，甚至通常认为这就是示波器的部分基本功能。实际上在TEK 511之前，示波器并不具备触发能力。此时的示波器为了稳定显示波形，采用了种叫做同步扫描的。示波器以固定的频率行自由扫描，从而显示波形。为了使波形稳定，他也具有简单的器控制，来确定何时开始扫描。不过由于扫描时间的不定性，示波管的时间轴也不稳定。这种示波器不能行的时间测量，也不能观察非周期性信号。

　　1947年，泰克发布了他的个产品：511型示波器。

　　与他的前辈大的不同之处在于，他次拥有了的触发系统，其实就是我们今日所能见到的每台示波器都具有的边沿电平触发。当输入波形满足触发器设定的性与门限时，示波器开始按照时基旋钮所设定的时间成次扫描。这样可以通过调节触发电平来确定每次扫描在波形上的起点，同时每次扫描的时间又是已知的，通过数屏幕上的格子就可以对被测信号行准确的时域分析。这是个巨☉大的飞跃，其中简单的原理已然成为今日每台示波器所必需的功能，不得不说他是现代示波器的起点。

　　01：固态化，小型化

　　在射频半导体突飞猛的60年代，像HP和TEK这样的公司都迫切需要性能的固态放大器以及各种电◆子管的替代器件，由于通用器件公司不能提供这些部件，他们分别建立自己的研发满足内需。由于军方也有巨大的需求量所以重要的资金自然不是问题。以示波器来说，要把带宽做，需要亮度更，聚焦更，摆率更快的示波管，同样也需要速的前置放大器/Y轴放大器。从60年代开始，除了示波管以外的其他电子管，都将被晶体管和集成电路取代。

　　1959年末期开↑始面的泰克555型示波器，带宽30MHz，使用全的电子管结构制作，功耗和体积巨大，小推车底部层是他的电源箱.....显然这样的示波器显得太过巨大，以至于离开他的小车简直无法使用。

　　60年代初，随着晶体管的量产难题被逐渐解决，开始了仪器固态化的程，此时泰克推出321型示波器。他几乎全部使用晶体管制作，早期型号内尚有部分电子管工作在压区域，后期型号通过新型的晶体管步取代了他们。这个阶段的示波器缩小，重量减轻。终于可以从推车上拿下来，放在桌面上，或者轻松的移动到些殊的测量现场。

　　巨量的市场需求刺激他们自己开发所需的切配件，并且带动了些其他工业项目，比如『玻璃的加工设备，金属的冲压设备。60年代末期美佬已经可以制的内刻线示波管。即示波管屏幕上的格子是刻在示波管内部的玻璃面上的。这样读数误差更小。而同年代产示波器全部都是刻在压克力片上然后』放在荧光屏前边，从不同角度看就有不同的误差。再加上没有实际的需求，直到80年代后期可能才了小部分内刻线示波管，主要用于声波探伤仪。

　　我手头的两个示波管，分别来自TEK 212和2430示波器，两个管子大约都∑　是70-80年代的产品，有细致的内刻线，有光照的时候能十分清晰的显现出来(在示波器上有钨丝灯泡背光)。

　　台非常小的TEK 212手持模拟示波器，大约是80年代初期的产物，主要供应军方需求。带宽0.5MHz。

　　示波管内又漂亮的加速电，这些电使得电子束带有相当的能量，借此示波器可以在扫速下仍然具有足够的亮度行观察。

　　好了，说的有点远。回来继续

　　02：集成度与模块化、自动化、数据分析

　　到底何时集成电路入示波器，这点我确实翻了很多资料也难以确定。

　　不过我司曾经有台老前辈留下来的泰克485，他是1972年面的，公司这台▼是1978年左右的，他带宽350MHz，在当时属于产货望尘莫及的境界。并且内部十分的复杂，制工艺相当精良。遗憾的时候有天我在摆弄他的时候，突然就黑屏了，风扇也不再转动。怀疑是开关电源出了问题(没错，1972年的时候已经用上了开关电源)。然后现场拆解准备检修，拆开发现这也太复杂了。整个机子里里外外都被PCB板包裹，电源在中心...于是草草拍了些照片给装回去了。送回仓库睡觉。好了不再废话了，上图：

　　还能开机时候的遗照

　　漂亮的面板，有部分按钮的背光还是钨丝灯泡。

　　机子后部的端口，可以看出来这个时期就已经有有源探头了:他有两个有源探头供电接口。

　　拆掉后边的螺丝，拔出外壳。密密麻麻的全是板子

　　示波管上的产品检验签名。

　　TEK当时所定制的奇的集成电路。

　　有大堆...

　　输入通道部分，也十分的复杂。

　　我闲暇之余收来的个别集成电路，中间那颗外形奇的就是TEK自己的定制产品。这些东西对于◣我们当时的人员来说就是看天书般，难以猜透他的具体用途。集成电路以及微处理器的步出现给示波器的自动化开了条好路，作为老大的泰克自然不会放过这次狠狠开脑洞的机会～

　　1970年代中期,各方面条件具备,时机成熟.泰克推出了7000系列模块化示波器.再个主机显示单元内安装各种模块来定义仪器的各种功能

　　而且它具有各种各样的模块...

　　具ぷ体可以看这里，是在是太多了。比如示波器所需的水平与垂直模块，频域与时域相交叉的TDR模块，射频所需要的频率计，频谱分析仪模块。当时数字电路验证所需的逻辑分析仪模块....

　　当然，无论他如何魔改，他还是模拟示波器。模拟示波器有诸多不便，比如带宽较低，无法存储等，在速数字模拟转换器尚【不发达的70年代，能物理实验以及微波和雷达系统的测量迫切需要带宽，能存储的模拟示波器。于是产生了些真正的黑科技产物(对不同于某米宣传的那些)。说带宽，常规的模拟示波器∩，就是说用人眼看屏幕的那种，纪录保持者是日本岩崎公司的产品(应该也是80年代末)(型号我实在是没记住)，他带宽达470MHz!而80年代泰克的产品实际上只能到达400MHz(2467B型)。由于普通台式示波器的示波管显示面积较大，电子束行程较长,Y轴驱动能力不可能无限制的加大，因而限制了示波器的总体带宽，所以有些示波管的带宽可以达到600MHz，但是驱动电路很难做到这样的水平。

　　再说存储，各位都知道：模拟示波器如果使用单次触发，波形从荧光屏上◤扫而过，经过几个ms的余辉以后就的消逝了。于是出现了两种方向，种是示波器照相机。这种用的相机安装在示波器屏幕上并保持快门直打开，示波器触发结束以后再关闭快门成次曝光。这是种机灵的做法，但是每次想看到记录下的波形都需要冲洗胶片。

　　两台安装了用照相机的示波器，看起来有点诡异

　　相机侧■面的些调整选项，比如对焦，光圈，快门速度，走片速度等。

　　TEK在1973年的本小册子，讲示波器相机的应用。

　　出于示波器相机繁琐的使用方式，所以还具另种，也就是记忆◣示波管。这种示波管在荧光屏后方安装了殊的存储栅，同时示波管内有用的读出电子枪。在主电子枪成次扫描后，栅上留下电子空隙。然后读出电子枪打开，向存储栅均匀的发射电子幕，部分被存储栅阻挡，另部分透过栅照射到荧光屏上，存储的波形被复现出来。

　　存储示波管的结构简图，可以看出来他多了两个FLOOD GUNS以及组置〗于荧光屏后边的栅。不过这种示波管只能存储几分钟，随后就因为电子泄露而模糊掉。后期代表型号有HP公司的1741A型。这种殊的电子管也被用于雷达显示屏和早期计算机的RAM存储器。这种示波管对机械结构要求更加些，带宽不的管子我们内也能成功。

　　我的1741A示波器

　　此时示波器并没连接探头，屏幕上正显示着刚存储下的波形。

　　数分钟后，波形开始模糊，终变成屏绿光。

　　1741A的示波管，这个角度可以看到具有白色陶瓷后盖的读出电子枪。

　　这展示了在存储模式下的低速扫描过程，全屏幕绿光，这是行了示波管"擦除"，随后次接次的扫描，次扫描结束后波形仍然没有消失。

　　我1973年的SC-7存储管，他将荧光粉换成了电子靶△，用于记录和读出数据。

　　到了70年代中期，电子计算机也小型化，他们被更多的应用在测量的控制与分析域。这就需要电子仪器可以记录他的测量结果并且数字化。对于示波器这似乎是个难题，因为当时并不能出带宽采样的ADC。此时美佬又动起了歪脑筋，这次，泰克公司研发出了7912型(大约1973年)数字化仪(Digitizer)。

　　这类设备的广告小册子，着重宣传了他与计算机的连接能力。

　　他仍然使用模拟示波●管，带宽达1GHz，如果等效到数字示波器的采样率，则大约是2Gsa。同时能够提供大约12bit动态范围的数字化波形输出。他是怎么做到的呢?泰克使用了扫描变换管(Scan conversation tube).这是种颇为奇妙的示波管，他有两头，头是示波管，负责波形扫描，另边是摄像管，用于图像记录(CCD尚未大批量应用之前的产物)。两个管子的中央是记录靶。示波管发射扫描电¤子束到记录靶，然后由摄像管和低速AD转换器输出，成对于速信号的记录。