2001.12 MÓWISZ OSCYLOSKOP − MYŚLISZ TEKTRONIX, Historia
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Parada gigantów
M
ÓÓ
Ó
ÓW
II
I
I
SS
S
S
ZZ
Z
Z
OO
O
O
SS
S
S
CC
C
C
YY
Y
Y
LL
L
L
OO
O
O
SS
S
S
KK
K
K
OO
O
O
PP
P
P
−
−
M
YY
Y
Y
ŚŚ
Ś
Ś
LL
L
L
II
I
I
SS
S
S
ZZ
Z
Z
TT
T
T
EE
E
E
KK
K
K
TT
T
T
RR
R
R
OO
O
O
NN
N
N
II
I
I
XX
X
X
Część 1
Dostałem ostatnio od moich przyjaciół
zaproszenie na wieczór snucia opowieści
wakacyjnych.
Nawiasem mówiąc, strasznie „nienawi−
dzę” ich za te 5 albumów zdjęć z Maroka,
zestawione z moimi pięcioma zdaniami
o budowaniu kapitalizmu w rodzinnym
mieście przez calusieńkie wakacje. Moją
uwagę przykuło jedno zdjęcie, obrazujące
dostawę dobrze znanego napoju orzeźwia−
jącego w centrum Marakeszu. Co prawda
„robaczków” pisma nie zrozumiałem, ale
ich rozkład na krwistoczerwonym tle nie
pozostawiał wątpliwości. Naszła mnie wte−
dy myśl, że jest na świecie więcej takich
wszechobecnych marek, nieodmiennie ko−
jarzonych z określonym typem towaru,
czy też branżą. Nie trzeba dużo szukać:
nikt w Polsce nie mówi potocznie „klej do
glazury”, „buty sportowe” czy „przenośny
odtwarzacz kasetowy”. Z czasów studenc−
kich, przypomniałem sobie sławetne:
„Mówisz drukarka, myślisz ...” wyrażają−
ce równocześnie pogardę dla wszelkich
produktów konkurencyjnych marek. Czy
w mojej profesji znajdę podobne przykła−
dy? Nie powiem tak i nie powiem nie, choć
moje podróże po Polsce i wizyty na uczel−
niach i w zakładach przemysłowych po
części to potwierdzają. Niezwykle często
sami użytkownicy powtarzają: „Mówisz
oscyloskop, myślisz Tektronix” i nie bez
kozery. Nazwa ta wyszła z firmy Tektro−
nix, dla ulepszonego przyrządu, zwanego
przez lata oscylografem.
Oscylograf nie był nowinką. Pomysł po−
wstał po I Wojnie Światowej, a bazował na
lampie katodowej − wynalazku końca XIXw.
Był to kolosalnych wymiarów, niewielkiej
czułości przyrząd wskaźnikowy, praktycznie
bez wyzwalania, bez kalibrowanej podstawy
czasu i kalibrowanych dzielników kanału
wejściowego, wymagający od operatora du−
żego doświadczenia w interpretacji odczytów.
Howard Vollum, jeden z dwóch założycieli
firmy Tektronix, pocałował więc niejedną
klamkę college'u ze swoim prototypowym
rozwiązaniem oscylografu, zanim wydział fi−
zyki Reed College w Portland w stanie Ore−
gon, przygarnął go pod swoje skrzydła. Jego
przyrząd cechowały przede wszystkim znacz−
nie większa czułość oraz, jak na owe czasy,
duża ergonomia (oddzielił części przetwarza−
jące od wyświetlających, lampę zamontował
na statywie mikrofonu, co dało znaczne uła−
twienie odczytów − patrz ilustracja).
Na studiach poznał studenta imieniem Jack
Murdock, z którym po ich ukończeniu
w 1936r. założył wspólne przedsięwzięcie,
a jako że były to czasy radia, skupiono się na
rozwoju tej dziedziny. Murdock okazał się być
geniuszem mechaniki oraz sprzedaży, Vollum
perfekcyjnym konstruktorem części elektrycz−
nej. Szyki popsuła II Wojna Światowa. Po jej
zakończeniu i demobilizacji obu panów ogłosi−
ło swój „Back to Business”, jako firma Tekrad,
przemianowana w lutym 1946r. na Tektronix
Inc. Doświadczenia Volluma w służbie sygna−
lizacyjnej dowiodły, że stosowane wówczas
rozwiązania oscylografów są zbyt proste i zbyt
ograniczają możliwości pomiarowe, których
wymagać będzie postęp w elektronice.
Konieczne było stworzenie przyrządu, jak
na owe czasy przenośnego, pozwalającego na
prace projektowe i serwisowe. Pierwszy
oscyloskop, noszący oznaczenie 501, osta−
tecznie okazał się jedynie modelem studyj−
nym, ze względu na
wymiary nie wszedł do
produkcji. Posłużył jed−
nak jako kopalnia wie−
dzy w pierwszym prze−
boju rynkowym Tektro−
nixa, jakim był model
511, którego premierę
ogłoszono w maju
1947r. Był pierwszym
oscyloskopem z kali−
browanymi wzmacnia−
czami wejściowymi,
kalibrowaną podstawą
czasu i pasmem na po−
ziomie 10MHz. Zasto−
sowano specjalnie za−
projektowany układ
wyzwalania pomiaru,
rozpoczynający wy−
świetlanie dokładnie
w tym samym punkcie
przebiegu dla kolejnych
wyzwoleń − sprawa dziś oczywista, a wtedy
nowość. Konieczne było również opracowa−
nie stosownego zasilacza, utrzymującego na−
pięcie w układach na stałym poziomie, nieza−
leżnym od wahań sieci. Oczywiście wszystko
zrealizowane z pomocą lamp elektronowych
i innych, dziś już zapomnianych elementów
i sposobów. Wszystkie te nowości, wraz
z dokładnie skalowaną podziałką ekranową
Fot. 1 Początek drogi
Fot. 2 Słynna 511−stka, reklamowana
jako oscyloskop przenośny (32kg),
szerokopasmowy (10MHz), o czułości
maksymalnej 0,27V/cm
58
Elektronika dla Wszystkich
Historia
i
teraźniejszość
oscyloskopu
Parada gigantów
powodowały, ze „511−ka” przyjęta została ja−
ko rewolucja w świece przyrządów pomiaro−
wych. A był to dopiero początek.
Przez wiele lat oscyloskopy analogowe
dobrze radziły sobie ze stawianymi im zada−
niami. Ich monitorowanie sygnału wejścio−
wego było praktycznie ciągłe. Upraszczając −
obraz powstawał przez bezpośrednie przenie−
sienie sygnału z torów wzmacniaczy X i Y na
płytki odchylania poziomego i pionowego
lampy. Obraz był więc złożeniem kilku cykli
przemiatania, wyrysowujących kształt sy−
gnału, a czas martwy oscyloskopu wyzna−
czony był jedynie króciutkim czasem wyga−
szania plamki, więc stosunek czasu obserwa−
cji sygnału do czasu powrotu plamki był nie−
zwykle korzystny. Dodatkowo, „bezwład−
ność” luminoforu, czyli czas wygasania
plamki (poświata po uderzeniu elektronu),
dawał informacje w trzecim wymiarze, czyli
powtarzalności kolejnych cykli pomiaro−
wych, budując niejako historię sygnału
w czasie. Zalety te wystarczyły użytkowni−
kom w zupełności, a ze stołu Howarda Vollu−
ma schodziły coraz to nowe opracowania.
Powstawały na przykład modele dedyko−
wane pod zasilacze w.cz., wprowadzano
ulepszenia przeciw migotaniu przy niskich
częstotliwościach, powstał model 514 −
pierwszy ze sprzężeniem stałoprądowym
(DC). Dynamicznie rozwijający się prze−
mysł jądrowy USA dodatkowo napędził ko−
niunkturę i tak prężnie
rozwijającej się firmy,
wykazując zainteresowa−
nie „517−ką” − przyrzą−
dem do obserwacji
i fotografii przebiegów
szybkozmiennych
− do 1950r. najszybszym
oscyloskopem na świe−
cie. Do 1954 pojawiło
się szereg nowych pro−
pozycji, w których zwra−
cały uwagę spektakular−
ne rozwiązania − 315
(pierwszy przyrząd z li−
niowo−piłokształtnym
sygnałem przemiatania),
530 − model z możliwością instalacji wkła−
dek pomiarowych, czy 524D − pierwszy
z wyzwalaniem sygnałem TV.
Rozwijając produkcję i udoskonalając
nowe modele zauważono, że dostawcy
podzespołów (głównie lamp), nie są w stanie
spełnić wymogów stawianych ówcześnie
budowanym przyrządom pomiarowym.
Z początkiem lat pięćdziesiątych przeniesio−
no fabrykę z centrum Portland do pobliskie−
go Beaverton, gdzie rozwinięto również pro−
dukcję podzespołów pod potrzeby fabryki.
Obok oscyloskopów powstawały inne przy−
rządy, jak generatory sygnałowe, czy rewo−
lucyjny chrakterograf (model 575). Prowa−
dzono studia nad akcesoriami, np. opraco−
wano sondę pasywną. Koniec lat pięćdzie−
siątych to również rozwiązanie niedogodno−
ści obserwacji wielo−
kanałowej przez
skonstruowanie
oscyloskopu dwu−
strumieniowego
(model 502) oraz
wejście w obszar
studyjnej pomiaro−
wej aparatury telewi−
zyjnej z modelem
526 − pierwszym we−
ktorskopem oferują−
cym dokładną anali−
zę sygnału telewizji
kolorowej.
Klienci doceniali
coraz to nowe pro−
dukty, jednocześnie
zauważając niedo−
godności oscylosko−
pu analogowego,
które dały się odczuć
przy pomiarach co−
raz bardziej wyrafi−
nowanych układów.
Przede wszystkim
bardzo utrudniona
była obserwacja nie
tylko przebiegów
bardzo wolnozmien−
Fot. 3 Archie Tunturi ze swym
osyloskopem 511
nych, ale i przebiegów o bardzo szybkim cza−
sie narostu, szpilek oraz zapamiętywanie ko−
lejnych wyzwoleń. Wprowadzenie linii
opóźniającej w torze Y rozwiązało problem
obserwacji początku przebiegu, tuż za punk−
tem wyzwalania, służąc jako sposób na pre−
trigger (obserwacja sygnału przed wyzwole−
niem pomiaru). Przedłużona poświata lampy
ułatwiała obrazowanie sygnału wolnozmien−
nego, niemniej jedyną możliwością zapamię−
tania sygnału jednokrotnego pozostawał
nadal aparat fotograficzny, synchronizowany
sygnałem wyzwalania. Prace oddziału kom−
ponentów zaowocowały w 1962r. powsta−
niem lampy pamiętającej (ang. Direct View
Storage Tube), a w 1964r. pierwszego mode−
lu opartego na tym rozwiązaniu. Wprowa−
dzenie lampy DVST zapewniło firmie sprze−
daż ponad 40 tys. szt. przyrządów tego typu.
Lata sześćdziesiąte okazały się niezwykle
hojne dla koncernu z Beaverton. Rozwijano
zarówno sektor pomiarowy jak i telewizyjny.
Pojawiły się modele oscyloskopów zasila−
nych bateryjnie, przenośnych (jak na owe
czasy) oscyloskopów do zastosowań telewi−
zyjnych, analizatorów widma. Opracowano
również pierwszy oscyloskop samplingowy
(gdzie obraz przebiegu jest tworzony po ka−
wałeczku przez próbkowanie wielu kolej−
nych, jednakowych przebiegów).
Koniec lat 60−tych to również powstanie
tryumfu inżynierskiego, jakim był oscylo−
skop serii 7000, rozwiązania opartego na
konstrukcji 4 wkładkowej, o wspaniałych pa−
rametrach elektrycznych i paśmie do
150MHz. Z firmy garażowej, której poten−
cjałem były ręce powstała duża firma, która
rok 1970 zamknęła liczbą 9857 pracowników
i zyskiem na poziomie 14mln dolarów.
Fot. 4 Produkcja lamp
oscyloskopowych
Ciąg dalszy za miesiąc.
Krzysztof Mazur
, TESPOL Sp. z o.o.
Elektronika dla Wszystkich
59
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
zanotowane.pl doc.pisz.pl pdf.pisz.pl charloteee.keep.pl
Parada gigantów
M
ÓÓ
Ó
ÓW
II
I
I
SS
S
S
ZZ
Z
Z
OO
O
O
SS
S
S
CC
C
C
YY
Y
Y
LL
L
L
OO
O
O
SS
S
S
KK
K
K
OO
O
O
PP
P
P
−
−
M
YY
Y
Y
ŚŚ
Ś
Ś
LL
L
L
II
I
I
SS
S
S
ZZ
Z
Z
TT
T
T
EE
E
E
KK
K
K
TT
T
T
RR
R
R
OO
O
O
NN
N
N
II
I
I
XX
X
X
Część 1
Dostałem ostatnio od moich przyjaciół
zaproszenie na wieczór snucia opowieści
wakacyjnych.
Nawiasem mówiąc, strasznie „nienawi−
dzę” ich za te 5 albumów zdjęć z Maroka,
zestawione z moimi pięcioma zdaniami
o budowaniu kapitalizmu w rodzinnym
mieście przez calusieńkie wakacje. Moją
uwagę przykuło jedno zdjęcie, obrazujące
dostawę dobrze znanego napoju orzeźwia−
jącego w centrum Marakeszu. Co prawda
„robaczków” pisma nie zrozumiałem, ale
ich rozkład na krwistoczerwonym tle nie
pozostawiał wątpliwości. Naszła mnie wte−
dy myśl, że jest na świecie więcej takich
wszechobecnych marek, nieodmiennie ko−
jarzonych z określonym typem towaru,
czy też branżą. Nie trzeba dużo szukać:
nikt w Polsce nie mówi potocznie „klej do
glazury”, „buty sportowe” czy „przenośny
odtwarzacz kasetowy”. Z czasów studenc−
kich, przypomniałem sobie sławetne:
„Mówisz drukarka, myślisz ...” wyrażają−
ce równocześnie pogardę dla wszelkich
produktów konkurencyjnych marek. Czy
w mojej profesji znajdę podobne przykła−
dy? Nie powiem tak i nie powiem nie, choć
moje podróże po Polsce i wizyty na uczel−
niach i w zakładach przemysłowych po
części to potwierdzają. Niezwykle często
sami użytkownicy powtarzają: „Mówisz
oscyloskop, myślisz Tektronix” i nie bez
kozery. Nazwa ta wyszła z firmy Tektro−
nix, dla ulepszonego przyrządu, zwanego
przez lata oscylografem.
Oscylograf nie był nowinką. Pomysł po−
wstał po I Wojnie Światowej, a bazował na
lampie katodowej − wynalazku końca XIXw.
Był to kolosalnych wymiarów, niewielkiej
czułości przyrząd wskaźnikowy, praktycznie
bez wyzwalania, bez kalibrowanej podstawy
czasu i kalibrowanych dzielników kanału
wejściowego, wymagający od operatora du−
żego doświadczenia w interpretacji odczytów.
Howard Vollum, jeden z dwóch założycieli
firmy Tektronix, pocałował więc niejedną
klamkę college'u ze swoim prototypowym
rozwiązaniem oscylografu, zanim wydział fi−
zyki Reed College w Portland w stanie Ore−
gon, przygarnął go pod swoje skrzydła. Jego
przyrząd cechowały przede wszystkim znacz−
nie większa czułość oraz, jak na owe czasy,
duża ergonomia (oddzielił części przetwarza−
jące od wyświetlających, lampę zamontował
na statywie mikrofonu, co dało znaczne uła−
twienie odczytów − patrz ilustracja).
Na studiach poznał studenta imieniem Jack
Murdock, z którym po ich ukończeniu
w 1936r. założył wspólne przedsięwzięcie,
a jako że były to czasy radia, skupiono się na
rozwoju tej dziedziny. Murdock okazał się być
geniuszem mechaniki oraz sprzedaży, Vollum
perfekcyjnym konstruktorem części elektrycz−
nej. Szyki popsuła II Wojna Światowa. Po jej
zakończeniu i demobilizacji obu panów ogłosi−
ło swój „Back to Business”, jako firma Tekrad,
przemianowana w lutym 1946r. na Tektronix
Inc. Doświadczenia Volluma w służbie sygna−
lizacyjnej dowiodły, że stosowane wówczas
rozwiązania oscylografów są zbyt proste i zbyt
ograniczają możliwości pomiarowe, których
wymagać będzie postęp w elektronice.
Konieczne było stworzenie przyrządu, jak
na owe czasy przenośnego, pozwalającego na
prace projektowe i serwisowe. Pierwszy
oscyloskop, noszący oznaczenie 501, osta−
tecznie okazał się jedynie modelem studyj−
nym, ze względu na
wymiary nie wszedł do
produkcji. Posłużył jed−
nak jako kopalnia wie−
dzy w pierwszym prze−
boju rynkowym Tektro−
nixa, jakim był model
511, którego premierę
ogłoszono w maju
1947r. Był pierwszym
oscyloskopem z kali−
browanymi wzmacnia−
czami wejściowymi,
kalibrowaną podstawą
czasu i pasmem na po−
ziomie 10MHz. Zasto−
sowano specjalnie za−
projektowany układ
wyzwalania pomiaru,
rozpoczynający wy−
świetlanie dokładnie
w tym samym punkcie
przebiegu dla kolejnych
wyzwoleń − sprawa dziś oczywista, a wtedy
nowość. Konieczne było również opracowa−
nie stosownego zasilacza, utrzymującego na−
pięcie w układach na stałym poziomie, nieza−
leżnym od wahań sieci. Oczywiście wszystko
zrealizowane z pomocą lamp elektronowych
i innych, dziś już zapomnianych elementów
i sposobów. Wszystkie te nowości, wraz
z dokładnie skalowaną podziałką ekranową
Fot. 1 Początek drogi
Fot. 2 Słynna 511−stka, reklamowana
jako oscyloskop przenośny (32kg),
szerokopasmowy (10MHz), o czułości
maksymalnej 0,27V/cm
58
Elektronika dla Wszystkich
Historia
i
teraźniejszość
oscyloskopu
Parada gigantów
powodowały, ze „511−ka” przyjęta została ja−
ko rewolucja w świece przyrządów pomiaro−
wych. A był to dopiero początek.
Przez wiele lat oscyloskopy analogowe
dobrze radziły sobie ze stawianymi im zada−
niami. Ich monitorowanie sygnału wejścio−
wego było praktycznie ciągłe. Upraszczając −
obraz powstawał przez bezpośrednie przenie−
sienie sygnału z torów wzmacniaczy X i Y na
płytki odchylania poziomego i pionowego
lampy. Obraz był więc złożeniem kilku cykli
przemiatania, wyrysowujących kształt sy−
gnału, a czas martwy oscyloskopu wyzna−
czony był jedynie króciutkim czasem wyga−
szania plamki, więc stosunek czasu obserwa−
cji sygnału do czasu powrotu plamki był nie−
zwykle korzystny. Dodatkowo, „bezwład−
ność” luminoforu, czyli czas wygasania
plamki (poświata po uderzeniu elektronu),
dawał informacje w trzecim wymiarze, czyli
powtarzalności kolejnych cykli pomiaro−
wych, budując niejako historię sygnału
w czasie. Zalety te wystarczyły użytkowni−
kom w zupełności, a ze stołu Howarda Vollu−
ma schodziły coraz to nowe opracowania.
Powstawały na przykład modele dedyko−
wane pod zasilacze w.cz., wprowadzano
ulepszenia przeciw migotaniu przy niskich
częstotliwościach, powstał model 514 −
pierwszy ze sprzężeniem stałoprądowym
(DC). Dynamicznie rozwijający się prze−
mysł jądrowy USA dodatkowo napędził ko−
niunkturę i tak prężnie
rozwijającej się firmy,
wykazując zainteresowa−
nie „517−ką” − przyrzą−
dem do obserwacji
i fotografii przebiegów
szybkozmiennych
− do 1950r. najszybszym
oscyloskopem na świe−
cie. Do 1954 pojawiło
się szereg nowych pro−
pozycji, w których zwra−
cały uwagę spektakular−
ne rozwiązania − 315
(pierwszy przyrząd z li−
niowo−piłokształtnym
sygnałem przemiatania),
530 − model z możliwością instalacji wkła−
dek pomiarowych, czy 524D − pierwszy
z wyzwalaniem sygnałem TV.
Rozwijając produkcję i udoskonalając
nowe modele zauważono, że dostawcy
podzespołów (głównie lamp), nie są w stanie
spełnić wymogów stawianych ówcześnie
budowanym przyrządom pomiarowym.
Z początkiem lat pięćdziesiątych przeniesio−
no fabrykę z centrum Portland do pobliskie−
go Beaverton, gdzie rozwinięto również pro−
dukcję podzespołów pod potrzeby fabryki.
Obok oscyloskopów powstawały inne przy−
rządy, jak generatory sygnałowe, czy rewo−
lucyjny chrakterograf (model 575). Prowa−
dzono studia nad akcesoriami, np. opraco−
wano sondę pasywną. Koniec lat pięćdzie−
siątych to również rozwiązanie niedogodno−
ści obserwacji wielo−
kanałowej przez
skonstruowanie
oscyloskopu dwu−
strumieniowego
(model 502) oraz
wejście w obszar
studyjnej pomiaro−
wej aparatury telewi−
zyjnej z modelem
526 − pierwszym we−
ktorskopem oferują−
cym dokładną anali−
zę sygnału telewizji
kolorowej.
Klienci doceniali
coraz to nowe pro−
dukty, jednocześnie
zauważając niedo−
godności oscylosko−
pu analogowego,
które dały się odczuć
przy pomiarach co−
raz bardziej wyrafi−
nowanych układów.
Przede wszystkim
bardzo utrudniona
była obserwacja nie
tylko przebiegów
bardzo wolnozmien−
Fot. 3 Archie Tunturi ze swym
osyloskopem 511
nych, ale i przebiegów o bardzo szybkim cza−
sie narostu, szpilek oraz zapamiętywanie ko−
lejnych wyzwoleń. Wprowadzenie linii
opóźniającej w torze Y rozwiązało problem
obserwacji początku przebiegu, tuż za punk−
tem wyzwalania, służąc jako sposób na pre−
trigger (obserwacja sygnału przed wyzwole−
niem pomiaru). Przedłużona poświata lampy
ułatwiała obrazowanie sygnału wolnozmien−
nego, niemniej jedyną możliwością zapamię−
tania sygnału jednokrotnego pozostawał
nadal aparat fotograficzny, synchronizowany
sygnałem wyzwalania. Prace oddziału kom−
ponentów zaowocowały w 1962r. powsta−
niem lampy pamiętającej (ang. Direct View
Storage Tube), a w 1964r. pierwszego mode−
lu opartego na tym rozwiązaniu. Wprowa−
dzenie lampy DVST zapewniło firmie sprze−
daż ponad 40 tys. szt. przyrządów tego typu.
Lata sześćdziesiąte okazały się niezwykle
hojne dla koncernu z Beaverton. Rozwijano
zarówno sektor pomiarowy jak i telewizyjny.
Pojawiły się modele oscyloskopów zasila−
nych bateryjnie, przenośnych (jak na owe
czasy) oscyloskopów do zastosowań telewi−
zyjnych, analizatorów widma. Opracowano
również pierwszy oscyloskop samplingowy
(gdzie obraz przebiegu jest tworzony po ka−
wałeczku przez próbkowanie wielu kolej−
nych, jednakowych przebiegów).
Koniec lat 60−tych to również powstanie
tryumfu inżynierskiego, jakim był oscylo−
skop serii 7000, rozwiązania opartego na
konstrukcji 4 wkładkowej, o wspaniałych pa−
rametrach elektrycznych i paśmie do
150MHz. Z firmy garażowej, której poten−
cjałem były ręce powstała duża firma, która
rok 1970 zamknęła liczbą 9857 pracowników
i zyskiem na poziomie 14mln dolarów.
Fot. 4 Produkcja lamp
oscyloskopowych
Ciąg dalszy za miesiąc.
Krzysztof Mazur
, TESPOL Sp. z o.o.
Elektronika dla Wszystkich
59
[ Pobierz całość w formacie PDF ]