國內(nèi)為什么沒有高端示波器？

01

起始

有些事情并不能持續(xù)的深入研究，唯有市場的持續(xù)需求不斷刺激技術(shù)進(jìn)步，就像戰(zhàn)爭那樣，技術(shù)才可能有巨大的飛躍。

另外，一些其他技術(shù)的進(jìn)步，比如電子計(jì)算機(jī)，也與儀器的發(fā)展相輔而成，這也帶來了思維的全面改觀。

示波器作為電測行業(yè)最基本的綜合性儀器，設(shè)計(jì)和制造他所涉及的領(lǐng)域也十分廣泛，從半導(dǎo)體到特種材料，從機(jī)加工到電子設(shè)計(jì)無所不涉及。

這就需要強(qiáng)大完善的工業(yè)體系作為支撐。但是蘇聯(lián)早期無不具有這一切？

為什么蘇聯(lián)沒有做起來呢？

其實(shí)認(rèn)為市場也是很關(guān)鍵的，僅依靠國家力量，可能能在短時(shí)間內(nèi)集中攻關(guān)力量解決一個(gè)難題，隨后投入其他難題的處理中。

有些事情并不能持續(xù)的深入研究，唯有市場的持續(xù)需求不斷刺激技術(shù)進(jìn)步，就像戰(zhàn)爭那樣，技術(shù)才可能有巨大的飛躍。另外，一些其他技術(shù)的進(jìn)步，比如電子計(jì)算機(jī)，也與儀器的發(fā)展相輔而成，這也帶來了思維的全面改觀。

涉及到示波器相關(guān)的具體技術(shù)，從60年代以前，一般來說我國和外國的差距不是特別的大，因?yàn)榇蠹叶加?a href="http://wenjunhu.com/article/ic/" target="_blank">電子管，這個(gè)東西無非對工業(yè)機(jī)械設(shè)備有一定的要求，主要是沖壓和焊接等等，另外電子管特殊的陰極涂層材料也對性能影響至關(guān)重要，不過這一切都不是遙不可及的。

此外這個(gè)時(shí)期的示波器帶寬通常還沒有超過40MHz，確實(shí)難度不是特別大，這個(gè)階段我們和技術(shù)儲備方面沒有太大差距，主要是因?yàn)樾枨笠膊皇翘?，?dǎo)致產(chǎn)品無論從工藝還是結(jié)構(gòu)，都有些落后。

圖：TEK 511示波器的局部，可以看到底板上還印有很多文字提示，比較精細(xì)。

順便說一說這個(gè)時(shí)代的制造工藝，因?yàn)殡娮庸鼙旧眢w積較大，而且多半隨著高壓大電流，所用的器件體積也很大，無論國內(nèi)還是國外都是這樣安裝元器件的，也就是元件安裝在支架上，然后用線相互連接。這種方式國內(nèi)俗稱搭棚焊接。

02

60年代中期

進(jìn)入60年代中期，一些半導(dǎo)體器件開始逐漸取代電子管的地位，此時(shí)示波器的帶寬開始達(dá)到100MHz。在這個(gè)時(shí)期電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用也開始逐漸推廣開，這導(dǎo)致對示波器有更多的需求。

此時(shí)（大約1965年），HP公司也發(fā)布HP-IB總線，后來這種技術(shù)在70年代標(biāo)準(zhǔn)化成為IEEE488也就是GPIB。通過這種控制總線，計(jì)算機(jī)可以控制電子儀器工作，采集儀器的數(shù)據(jù)并且進(jìn)行分析。

這使得我們對數(shù)據(jù)的使用和理解上升到一個(gè)新的高度，同時(shí)催生了自動(dòng)化測量系統(tǒng)的概念，他帶來了更高的效率和更好的精確性。而此時(shí)國內(nèi)仍未太多進(jìn)步。高帶寬示波管對加工技術(shù)和設(shè)計(jì)提出了十分高的要求，電子計(jì)算機(jī)更是全國都沒有多少。

由于晶體管縮小了體積和功耗，印刷電路板技術(shù)開始推廣，通過PCB板，電子元件可以被快速有序的安裝，同時(shí)減小了寄生參數(shù)。

于是電路板的制造工業(yè)技術(shù)也同步跟進(jìn)發(fā)展。

圖片來自一位老前輩DIY，不過當(dāng)時(shí)國內(nèi)的PCB基本上也就是這樣?？雌饋泶植诘亩唷?/p>

主要方法是給每個(gè)元件的安裝點(diǎn)打孔并打鉚釘，然后焊接在鉚釘上，反面相互連接起來。

這樣的工藝效率低，安裝密度也低。這些輔助工業(yè)也嚴(yán)重影響儀器的集成度提高。

03

70年代

進(jìn)入70年代，我們的浩劫仍在繼續(xù)。而美國佬的微波半導(dǎo)體技術(shù)突飛猛進(jìn)，微電子集成電路技術(shù)更是日新月異，這個(gè)時(shí)段常規(guī)示波器帶寬到達(dá)350MHz，特種示波器可達(dá)1GHz。

同時(shí)半導(dǎo)體技術(shù)的更進(jìn)一步發(fā)展使得示波器完全可程控化，也可以進(jìn)行數(shù)字化采集。比如同年代的模擬示波器已經(jīng)具有微處理器了，可以在熒光屏上直觀的讀出測量參數(shù)，又可以將參數(shù)和波形傳遞給計(jì)算機(jī)。

直到幾十年后國產(chǎn)的模擬示波器才開始具有這種能力。而此時(shí)我們半導(dǎo)體工業(yè)止步不前，還只能生產(chǎn)普通邏輯門電路。

當(dāng)然8086一類的CPU也仿制出來過，不過想想也是，1沒人會(huì)用，2成本高得嚇人，3利用這些東西去做測量儀器，極大的增加儀器成本和復(fù)雜程度，卻沒有足夠的計(jì)算機(jī)與之相配套。

此時(shí)的測量需求主要依靠進(jìn)口滿足（中美關(guān)系還湊合）。在此時(shí)代，由于儀器以及軍方需求，美國佬開始制作4層電路板，并且使用了早期的計(jì)算機(jī)進(jìn)行EDA輔助電路設(shè)計(jì)。

比如。..不比真的不知道差距有多大

04

80年代和90年代初

80年代是PC和小霸王騰飛的時(shí)代。在此時(shí)代得益于眾多行業(yè)對超大規(guī)模電路的需求，示波器也跟著沾光，進(jìn)入了數(shù)字時(shí)代。

由于雷達(dá)等特殊需求，砷化鎵半導(dǎo)體技術(shù)快速成長，同時(shí)應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)分析儀，頻譜分析儀等射頻測量儀器內(nèi)。這些其他領(lǐng)域的技術(shù)鋪墊為高性能數(shù)字示波器鋪平了道路。

而國內(nèi)由于相關(guān)產(chǎn)業(yè)稀缺，在此時(shí)出現(xiàn)了極大的技術(shù)斷層，并且直到今天也未能追上。如果有興趣的話可以看看80年代的美國各種小霸王，有用各種各樣的CPU的，比如Z80，MC6800，MC68000，6502等等。

不得不說市場起了巨大作用，由于制造這些消費(fèi)電子產(chǎn)品，對于電測儀器自然也有巨大的需求了。在這個(gè)時(shí)期，元器件密度極大的提高，也促進(jìn)了SMD表面貼裝技術(shù)的成熟，這代表著電路的集成度，穩(wěn)定性，生產(chǎn)速度的大幅度提高。

90年代初，隨著計(jì)算機(jī)以及各種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的日益復(fù)雜，對于測量儀器也提出了更高的要求。這時(shí)以HP54600系列和泰克TDS500系列為主要代表的高性能數(shù)字示波器登場。

經(jīng)過長期的技術(shù)積累，此時(shí)的數(shù)字示波器融合了先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)，比如微計(jì)算機(jī)，DSP，CPLD，以及專門設(shè)計(jì)的ASIC和代表核心技術(shù)的ADC，觸發(fā)控制器等等。在軟件方面也是各種先進(jìn)測量算法的集合。

可以說無論從哪一方面，在那個(gè)年代我們的差距不是一點(diǎn)半點(diǎn)。畢竟造個(gè)286的零件都不能完全國產(chǎn)化，何談更先進(jìn)的示波器呢？

所以說題主的問題在我看來其實(shí)很寬泛，他涉及到多個(gè)領(lǐng)域。雖說可能從一臺儀器儀器本身來看，就主要被限制在幾個(gè)關(guān)鍵的器件上。

但是想要做出這些東西絕非組織幾次全國性技術(shù)攻關(guān)就能得來相應(yīng)的成果，他是長期積累和進(jìn)步的產(chǎn)物，也是智慧的結(jié)晶。同時(shí)也是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展和市場需求的必然結(jié)果。

審核編輯 ：李倩