Технологии и эволюция аналоговых осциллографов Tektronix vintage . Компания была основана в середине 1940-х годов для производства осциллографов.
В 1960-х годах Tektronix представила сравнительно компактную серию 450 портативных осциллографов, начиная с 50 МГц 453. 453 был заменен 454. Также была выпущена портативная модель 422 15 МГц AC/DC. [1]
За ними быстро последовали серии 460, 470 и 480. Каждое обновление приводило к более широкой полосе пропускания и лучшему запуску. Эти осциллографы все еще были тяжелыми для портативного использования, а шасси было сложным и дорогим в изготовлении.
Примечательно, что эти портативные модели отличаются обилием предложений и вариантов выбора. От полосы пропускания 500 кГц до 400 МГц. В 1988 году цены начинались примерно с 2000 долларов и доходили до 12 000 долларов и более за 2467 с MCP CRT, все с 2–4 каналами. Вес варьировался от легких 3,5 фунтов для миниатюрной модели 212 до 24 фунтов для 2467.
Эти прицелы выпускаются во многих различных моделях, и различия между ними неочевидны.
Первая цифра «5» обозначала диаметр экрана, «01» указывала на первую модель. Ранняя модель 501 содержала передовые схемы, но была слишком большой и тяжелой на столе. Этого было недостаточно, чтобы конкурировать с «большими» конкурентами, такими как Dumont, RCA, Varian, General Electric(?). Tektronix осознала эти недостатки и представила модель 511 (разработанную Говардом Воллумом , Милтом Бейвом и другими). [2]
Tektronix 515A — это однолучевой полностью ламповый осциллограф на 15 МГц, представленный в 1955 году. [3] Первые проданные 900 не имели суффикса «A» для улучшенной версии. Можно подключить два вертикальных входа, но только один может отображаться (переключатель выбора) относительно временной развертки. Однако есть также внешний горизонтальный вход, который позволяет сравнивать два сигнала, отображая их в виде графика xy, а не только одну форму волны как функцию времени.
547 был, пожалуй, самым популярным из больших осциллографов на вакуумных трубках. Это был однолучевой осциллограф, стоивший $1875 в 1968 году. 547 стал популярным в основном из-за инновационного режима «ALT», который позволял отображать двойные трассы на однолучевом осциллографе, обеспечивая большую часть функциональности двухлучевых осциллографов за малую часть добавленной стоимости. [4]
Многим пользователям было интересно видеть на экране одновременно более одного электрического сигнала, чтобы их можно было легко сравнивать или коррелировать. Было два способа сделать это. Один из них — двухлучевой осциллограф. Это был очень дорогой подход, так как требовалось по два экземпляра всего. Осциллографы Tektronix, подобные этому, назывались 502, 551, 555 и 556. Некоторые из них имели две временные базы и два набора горизонтальных отклоняющих пластин, поэтому горизонтальное сканирование двух лучей можно было синхронизировать (запускать) отдельно от другого.
Другой способ сделать то же самое — использовать электронный переключатель перед вертикальной системой в однолучевом осциллографе. Это называется «двухтрассовый» осциллограф. Переключатель работал для отображения 2 или 4 отдельных электрических сигналов на экране. Это требовало небольшого дублирования и лишь немного увеличивало стоимость. Этот метод используется во всех двух- и четырехтрассовых плагинах, таких как CA, 1A1, 1A2, Type M и 1A4.
Первые осциллографы Tektronix серии 2000 были представлены в каталоге 1982 года. В том году появились новые модели 2213, 2215, 2335, 2336 и 2337. Они обладали превосходной портативностью, малым весом и низким энергопотреблением. Они были очень прочными и выдерживали нагрузку 50 г. В основном это было связано с упрощением конструкции схемы и легким импульсным источником питания. Они были значительно легче, чем серия 400. [5]
Эти ранние модели были ограничены в полосе пропускания, но в 1984 году это изменилось с появлением 2465 и младшего брата, 2445. Обе модели имели 4 канала, но полоса пропускания 2465 составляла 300 МГц с соответствующим запуском. Полностью управляемые микропроцессором и контролируемые прошивкой, они были новым поколением, внешне похожим, но не связанным с осциллографами 2200. К 1989 году 2465B имел полосу пропускания 400 МГц с запуском свыше 500 МГц.
Пик серии 2000, похоже, пришелся на 1984 год, когда было представлено не менее 21 модели, а всего было предложено 33 модели. 2430, 2432A, 2465B и 2467B просуществовали до 1996 года. К 1997 году в каталоге уже не было серий 2000. Это указывает на долгий 14-летний цикл производства.
Основные различия между аналоговыми моделями серии 2200 без хранения и цифровой обработки следующие: серия 2200 в основном двухканальная, а модели 2245, 2246, 2247 и 2252 являются четырехканальными (два дополнительных канала имеют только два значения вертикального затухания). Модели 2335 и 2336 — двухканальные, защищенные версии, в основном предназначенные для военных. Серия 2400 — четырехканальная, два из каналов имеют полные аттенюаторы. В остальном основное отличие заключается в полосе пропускания. Серия 2200 — 20–100 МГц. Серия 2400 начинается с 150 МГц (2445, 2445A), но увеличивается с 2445B; 150 МГц для ранних моделей, 200 МГц для поздних моделей. 2465 имеет полосу пропускания 300 МГц, 2465A — 350 МГц, 2465B — 400 МГц.
2467 — это особый случай, имеющий микроканальную пластину (MCP) CRT. Этот осциллограф обеспечивает чрезвычайно высокую скорость записи, делая однократные импульсы длительностью в наносекунды видимыми при обычном комнатном освещении. В этом отношении это был единственный ненакопительный CRT, способный на это. Тот же тип CRT использовался в 7104.
Годы выпуска различных моделей согласно каталогам Tektronix:
К 1994 году начался спад, после этого не было новых моделей 2000 года, а к 1996 году предлагались только 2430A, 2440, 2465B и 2467B. Серия TDS полностью заменила серию 2000 года.
Модели 2247 и 2252 очень похожи. Разница в том, что у 2252 есть печать и программируемые настройки, полезные во многих приложениях. Оба — отличные прицелы.
Осциллографы с курсорами включают 2211, 2246, 2252 и все серии 2400 (2445, 2465, 2467). Курсоры позволяют выполнять измерения, независимые от сетки. С помощью осциллографа, оснащенного курсором, пользователь может точно и быстро измерять, как минимум, напряжение, время и частоту всей или части формы сигнала. Точность варьируется, но даже самые простые курсоры дают более точные результаты, чем снятие показаний с сетки. TAS 465, недорогой аналоговый осциллограф 100 МГц, также имеет систему курсоров. 2445, 2465 и 2467 имеют опцию под названием CTT, которая связывает высокоточный частотомер с курсором и системой считывания.
Осциллографы с функцией хранения данных идут еще дальше с различными системами извлечения параметров. Поскольку форма сигнала представляет собой срез времени, оцифрованный и сохраненный в памяти осциллографа, осциллограф может работать с этим одним набором данных. В мгновение ока можно получить и отобразить на экране до двадцати параметров или атрибутов сигнала. Осциллографы, которые могут извлекать параметры, также могут взаимодействовать с компьютером через настройку GPIB и выполнять еще более сложные математические операции с формой сигнала. К ним относятся цифровые осциллографы с функцией хранения данных 2430, 2432 и 2440.
Осциллографы серии Tektronix 2400 были, пожалуй, самыми мощными приборами своего времени, причем 2445, 2465 и 2467 были топовыми моделями, а серия 2430 оцифровывающих запоминающих осциллографов обеспечивала цифровое хранение. Они сочетали высокую пропускную способность и частоту дискретизации с функциями автоматизации и возможностями обработки сигналов. В 1991 году было доступно четыре модели: 2430A, 2431L, 2432A и 2440. Вместе с 2402 и ПК они представляют собой полную систему обработки и анализа сигналов. [7]
Важные параметры осциллографа:
Инструментальное расширение 2402 TekMate на самом деле является клоном компьютера IBM, который использует осциллограф как клавиатуру и монитор. 2402 имеет два дисковода; 2402A может быть с жестким диском вместо второго дисковод. 2402 взаимодействует с осциллографом по шине GPIB и будет передавать данные о форме сигнала, программы и настройки передней панели в обоих направлениях. Формы сигнала могут быть сохранены на дискетах, обработаны программным обеспечением в 2402 и перезагружены в осциллограф для отображения. Можно сохранить столько форм сигнала, сколько есть дисков для их хранения.
Процессор в 2402 — Ampro LittleBoard/PC, работающий на процессоре NEC V40 с частотой 7,16 МГц. Процессор в 2402A — Ampro LittleBoard/286, работающий на частоте 16 МГц. Каждая из них имеет около 1 МБ оперативной памяти.
Стандартную клавиатуру IBM PC/XT можно подключить к 2402. Для 2402A требуется клавиатура PC/AT. Однако, похоже, она не нужна. Все функции можно выполнять из меню на самом осциллографе.
Модель 2402 имела 9-контактный гнездовой разъем CGA , а модель 2402A имела карту EGA .
Поставленный зонд — P6137, высокотехнологичный зонд с полосой пропускания 10X, 400 МГц, возможностью считывания и автоматической активацией настройки.
Цветной плоттер HC100. HC100 — это четырехцветный плоттер, предназначенный для построения графиков формы сигнала непосредственно с осциллографов серии Tektronix 2430. Он не требует промежуточного контроллера. Под программным управлением с прибора, подключенного с помощью кабеля GPIB, команды передней панели могут использоваться для построения графиков цифровых сохраненных форм сигнала и распечаток информации о настройке прибора. Иногда они продаются, но не всегда имеют требуемый интерфейс GPIB.
Матричный принтер HC200. Это устройство можно использовать для создания графиков формы сигнала, а также для сбора информации о настройках. Его можно напрямую подключить к осциллографу с помощью кабеля принтера, поэтому GPIB не требуется.
Серия 7000, семейство высококачественных модульных осциллографов, была представлена в начале 1970-х годов. Серия включала в себя систему считывания, которая отображала настройки плагина на ЭЛТ.
Некоторые обычные модели однолучевых осциллографов были 7603 ($2700 в 1983 году), 7704, 7704A (250-МГц BW, $4260), 7904 (500-МГц BW, $8910), 7904A и 7104 (1-ГГц BW с высокой яркостью для одиночных событий, $20160). Последняя цифра номера модели указывала количество слотов для подключения, которые имел мэйнфрейм. 7844 ($12665 в 1983 году) был двухлучевым осциллографом с полосой пропускания 400 МГц. Серия также включала несколько осциллографов с функцией хранения: 7613 (переменное послесвечение, $5025 в 1983 году), 7623, 7633 (полоса пропускания 100 МГц, $7765) и 7834 (полоса пропускания 400 МГц, $11705). Серия также зашла на территорию цифровых осциллографов. Осциллограф обработки сигналов 7854 ($13750 в 1983 году) мог функционировать как аналоговый или цифровой осциллограф с GPIB . Программируемый оцифровщик сигналов 7612D ($26400 в 1983 году) и программируемый оцифровщик переходных сигналов 7912AD ($24800) были оцифровщиками GPIB, которые не имели дисплея.
Серия 7000 имела обширный набор подключаемых модулей. Подключаемые модули 7Ann были усилителями. 7A18A был 75-МГц, 1-МОм, 5-мВ/дел, двухканальный усилитель ($1180 в 1983 году). 7A26 был похож, но имел полосу пропускания 200 МГц ($1910); 7A29 ($2530) был 1-ГГц, 50 Ом, одноканальный усилитель. Серия включала дифференциальные усилители. Дифференциальный усилитель 7A22 ($1500 в 1983 году) имел полосу пропускания всего 1 МГц, но его самый чувствительный диапазон составлял 10-мкВ/дел. Дифференциальный компаратор 7A13 ($2865 в 1983 году) имеет полосу пропускания 105 МГц. Дифференциальный компараторный усилитель 7A13 может вычитать постоянное напряжение из входного сигнала и усиливать около этого напряжения, что неизвестная современным цифровым осциллографам функция. [ требуется ссылка ] Рассмотрение шин напряжения — это ситуация, в которой серия 7000 все еще хвастается. Например, можно вычесть номинальное напряжение ядра (например, 1,1 В) и установить усилитель на 1 мВ/дел (наилучшее) и подробно рассмотреть качество питания ядра процессора.
Плагины 7Bnn были предназначены для временных баз. Было несколько вариантов, чтобы соответствовать пропускной способности мэйнфрейма. Два плагина временной базы могли взаимодействовать для получения функции отложенной развертки (например, 7B80 и 7B85, $1335 и $1605 в 1983 году). Некоторые плагины временной базы включали отложенную развертку в одном модуле, например, 7B53A или 7B92A ($1430 и $3175 в 1983 году).
Было несколько цифровых или измерительных плагинов (7Dnn). Впервые в коммерчески доступных осциллографах серия 7000 имела цифровую систему считывания, поэтому плагин мог отображать свои настройки или отображать значение измерения на ЭЛТ. 7D11 ($2915 в 1983 году) был цифровой задержкой, 7D15 ($3020) был счетчиком/таймером на 225 МГц, 7D13 ($1105) был мультиметром, а 7D12/M2 ($2815) был выборкой и хранением с аналого-цифровым преобразователем. Более экзотические цифровые плагины использовали осциллограф мэйнфрейма как простое устройство отображения. 7D01 и 7D02 были плагинами логического анализатора. Программируемый дигитайзер тройной ширины 7D20 с GPIB (7750 долларов в 1983 году) превратил аналоговый мэйнфрейм в цифровой осциллограф.
В серии также были некоторые подключаемые модули с технологией выборки, и многие подключаемые модули этой группы использовали головки выборки и генератора импульсов серии S. (Головки выборки серии S использовались в подключаемых модулях выборки серии Tektronix 560, таких как 3S2, 3S5, 3S6). Блок выборки 7S11 ($1780) был предназначен для слота вертикальной оси мэйнфрейма; он брал головку серии S, и эта головка определяла полосу пропускания. Головка выборки S-1 ($1160 в 1983 году) имела полосу пропускания 1 ГГц; головка выборки S-4 ($2665) имела время нарастания 25 пс и полосу пропускания 12,4 ГГц, сэмплер бегущей волны. 7S11 работал в сочетании с блоками выборки развертки 7T11 ($4460 в 1983 году) или 7T11A в качестве временной базы. 7T11 мог запускаться по сигналу 1 ГГц или мог синхронизироваться по входу от 1 ГГц до 12,4 ГГц. 7S12 TDR/Sampler ($3390 в 1983 году) был подключаемым модулем рефлектометрии двойной ширины во временной области ; ему требовались как головка выборки (например, S-6 30 пс время нарастания 11,5 ГГц проходной сэмплер, $2295 в 1983 году), так и генератор импульсов (например, S-52 25 пс время нарастания туннельного диода, $1655 в 1983 году). 7S12 также мог работать как осциллограф с головкой выборки и головкой распознавания триггера (S-53). Двойной трассовый задержанный свип-сэмплер 7S14 ($5235 в 1983 году) был полным сэмплером 1 ГГц, который не использовал никаких головок выборки серии S.
Также существовали плагин-криволинейный осциллограф 7CT1N ($1385 в 1983 году) и плагины анализаторов спектра (например, 7L5, 7L12, 7L13, 7L14, 7L18). Объединение мэйнфрейма запоминающего осциллографа серии 7000 с плагином анализатора спектра без хранения (7L12, 7L13) позволяло выполнять медленную развертку с отображением, которое не исчезало. 7L5, 7L14 и 7L18 имели собственное внутреннее цифровое хранилище и могли показывать стабильное отображение даже при использовании в мэйнфреймах без хранения.
В 1965 году компания Hewlett-Packard разработала интерфейсную шину Hewlett-Packard (HP-IB) для подключения своей линейки программируемых приборов к компьютерам. Благодаря высокой скорости передачи данных в то время (номинально 1 МБ/с) эта интерфейсная шина быстро завоевала популярность. Позднее она была принята как стандарт IEEE 488-1975 и превратилась в стандарт ANSI/IEEE 488.1-1987. Сегодня название «шина интерфейса общего назначения» (GPIB) используется чаще, чем HP-IB. ANSI/IEEE 488.2-1987 усилил исходный стандарт, точно определив, как взаимодействуют контроллеры и приборы. Стандартные команды для программируемых приборов (SCPI) взяли структуры команд, определенные в IEEE 488.2, и создали единый, всеобъемлющий набор команд программирования, который используется с любым прибором SCPI. Многие приборы Tektronix, включая осциллографы серии 2430, доступны с интерфейсными картами GPIB.
