模擬示波器向數(shù)字示波器的轉(zhuǎn)變，只花了10年時間。
1980至1990年是模擬示波器向數(shù)字示波器轉(zhuǎn)變的過渡期。HP花了10年時間，改變了示波器的定義和設(shè)計。在1983年之后，HP再沒推出過任何新的模擬示波器。也正是這一年，第一款基于計算機(jī)架構(gòu)的示波器，HP1980被正式推出(同時期發(fā)生在機(jī)算機(jī)領(lǐng)域的大事有，Intel推出80286CPU以及蘋果推出了第一臺圖形化界面的計算機(jī)Lisa)，雖然HP1980還不是一臺數(shù)字采樣示波器，但是它可以編程控制，為系統(tǒng)應(yīng)用而設(shè)計，打開了現(xiàn)代示波器的大門。
HP1745A是HP歷史上最后一款模擬示波器
最后的模擬示波器
最后兩款模擬示波器在1983年HP的產(chǎn)品目錄中進(jìn)行了介紹。1745A和1746A都是1740A雙蹤示波器的小改款。
1745A就是1740A加了一塊大的CRT顯示屏。同時推出的1746A，增加了雙marker功能，可以更準(zhǔn)確測量兩個marker之間的時間間隔。如果選了數(shù)字電壓表選件，時間間隔的測量結(jié)果可以直接以數(shù)字的形式顯示出來。所有其他的規(guī)格與HP1740A完全一樣，最高可以到100MHz帶寬，這是當(dāng)時主流模擬示波器的配置。
HP1980是第一款采用計算機(jī)架構(gòu)設(shè)計的示波器
HP1980開始的革命
奠定現(xiàn)代示波器架構(gòu)的產(chǎn)品是HP1980，它所帶來的一些技術(shù)創(chuàng)新，在今天仍然是現(xiàn)代示波器體架構(gòu)的核心。ZvonkoFazarinc是HP1980的產(chǎn)品負(fù)責(zé)人，同時也是大名鼎鼎的HPLabs科學(xué)家。(HPLabs是HP的機(jī)密實驗室，只有200人左右，卻花費(fèi)HP總研發(fā)成本的20%，專門為各個產(chǎn)品線的重要產(chǎn)品提供創(chuàng)新技術(shù))
與其他儀器不同，HP在示波器市場一直很被動(據(jù)說觸發(fā)功能一直有問題)。Tektronix才是這一市場的主宰，從1947年推出第一款示波器開始，一直遙遙領(lǐng)先。BillHewlett和DavePackard一度不愿進(jìn)入這個市場，在沒有任何創(chuàng)新的情況下跟在別人后面做一款MeToo產(chǎn)品讓他們覺得沒有意義。
但隨著示波器市場的擴(kuò)大，1956年HP的創(chuàng)始人終于坐不住了(有關(guān)HP為什么進(jìn)入示波器市場是另外一個故事，以后有機(jī)會再講)?！痘萜罩馈芬粫袑懙?，HP的第一款示波器HP150不太不可靠，一直到1980年，HP示波器的市場占有率可能只有15%左右。
為了扭轉(zhuǎn)示波器的落后局面，Zvonko和工程師們被要求針對示波器做一些創(chuàng)新。不過當(dāng)時的ADC技術(shù)還太爛，沒辦法一下子做出100MHz帶寬的數(shù)字示波器。HP當(dāng)時的計算機(jī)業(yè)務(wù)發(fā)展很好，他們想也許可以將傳統(tǒng)示波器設(shè)計成計算機(jī)架構(gòu)，做一個由數(shù)字量控制的模擬示波器。它具備一定的數(shù)字自校準(zhǔn)能力和可編程功能。而當(dāng)時的傳統(tǒng)示波器完全依靠旋鈕產(chǎn)生的模擬量控制，而且不具備編程控制接口。
他們同時重新設(shè)計了UI，比如用更多的數(shù)字按鍵代替旋鈕，同時用數(shù)字屏幕顯示設(shè)置值。經(jīng)過一系列的修改后，原型機(jī)被拿給BillHewlett看，當(dāng)即得到了老大的認(rèn)可。Bill希望在一年之內(nèi)看到原型機(jī)，但他們花了整整3年時間才推出HP1980。
HP1980的推出是具備歷史意義的。雖然指標(biāo)上與傳統(tǒng)的100MHz雙通道模擬示波器沒什么區(qū)別，但它自帶CPU(intel8085，8bitCPU，最高主頻6MHz)和操作系統(tǒng)，使用了17塊自己設(shè)計的IC芯片混合處理模擬和數(shù)字電路，實現(xiàn)了觀察，測量，數(shù)據(jù)讀取的自動化，第一次為示波器加入了HP-IB接口，允許通過程序控制示波器完成復(fù)雜的測量。這時Packard先生才敢說HP示波器有了可以跟Tek較量的資本。
HP1980是第一款在架構(gòu)上由CPU控制的示波器，帶有8個功能模塊，與今天示波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一致
HP1980的數(shù)字電路板和HP-IB接口板。可以看到大量的IC芯片已經(jīng)運(yùn)用在電路中
數(shù)字化儀的出現(xiàn)
數(shù)字化儀
因為80年代ADC能力不足，計算機(jī)處理能力太差，以及內(nèi)存芯片價格昂貴，HP在1983年還無力推出價格合理的數(shù)字示波器，所以他們使用了變通的方式推出一種新品類的儀器：數(shù)字波形記錄儀。它結(jié)合了存儲示波器和數(shù)字電壓表的功能，使用ADC將捕捉到的模擬波形數(shù)字化并保存下來。
數(shù)字波形記錄儀有一個很好的特點(diǎn)，就是能記錄觸發(fā)信號之前的波形。這得益于它的數(shù)字化設(shè)計，采樣數(shù)據(jù)一直源源不斷的進(jìn)入內(nèi)存中，并與觸發(fā)電平進(jìn)行比較，符合觸發(fā)條件的部分(前后的數(shù)據(jù))都可以直接被保留下來。這是傳統(tǒng)示波器無法做到的事情。
另外被采樣下來的波形還可以在CRT顯示屏上復(fù)現(xiàn)出來，波形還可以局部放大，數(shù)據(jù)能被保存在磁盤中。這些現(xiàn)在看起來理所應(yīng)當(dāng)?shù)墓δ茉诋?dāng)時都是重要的創(chuàng)新。
HP5180A的采樣速率是20MSa/s，10bit分辨率，存儲深度16K(基本上是一臺高速三位半數(shù)字電壓表)。觸發(fā)電平可以精確的使用數(shù)字設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)電平觸發(fā)或者外部信號觸發(fā)。在5180A推出后，HP還要還要再等5年時間，才能看到250MS/s采樣率(對應(yīng)100MHz帶寬)的ADC芯片。
盼星星盼月亮，隨著芯片技術(shù)的發(fā)展，1988年終于出現(xiàn)了250MSa/s采樣的，8bit分辨率的ADC芯片。
作為臺式儀器的5183/5185波形記錄儀，可以配合顯示器成為臺式儀器供研發(fā)工程師使用，也可以去掉顯示器，作為高速數(shù)采在自動測試系統(tǒng)里使用，節(jié)省測試系統(tǒng)空間。
為了更好的應(yīng)對系統(tǒng)測試需求，1986年推出的模塊化儀器系統(tǒng)HP70000系列，同時包含時域信號分析和頻域信號分析模塊，可以組成復(fù)雜的測試系統(tǒng)。沿著這一方向，HP的模塊化儀器逐漸成為一個獨(dú)立的產(chǎn)品系列。后來發(fā)展出的VXI模塊化測試系統(tǒng)，將模塊化儀器的概念進(jìn)一步強(qiáng)化，并出現(xiàn)了VXI板卡式的示波器。
真正的數(shù)字示波器
而第一款真正意義上的數(shù)字通用示波器，是HP54500，已經(jīng)非常具有現(xiàn)代示波器的樣子。它推出的時候已經(jīng)到了1990年。4通道100MHz帶寬，完全可編程操作，價格是3465美元。
HP54600是1992年推出的100MHz數(shù)字示波器。在HPJournal1992年2月期刊上，用了大半本介紹這款產(chǎn)品。它使用了Motorola的68000CPU(16/32bit，最高主頻16.6MHz)，另外還有HP自己設(shè)計的ADC和波形處理芯片。還加入了FFT計算，可以將時域信號轉(zhuǎn)變?yōu)轭l域顯示。這是在這個價位的示波器上首次出現(xiàn)的功能。
隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，在1992年，HP第一次可以在示波器廣告中使用了這樣的宣傳口號：模擬的感受，數(shù)字的性能。在推出HP54600系列之后，100MHz數(shù)字示波器的成本已經(jīng)與一臺100MHz模擬示波器，比如HP1741A差不多了。伴隨這種戲劇性的突破，HP1741A成為HP歷史上最后一款模擬示波器產(chǎn)品，數(shù)字示波器的時代正式開啟。之后沒過幾年HP推出里自己的MegaZoom芯片，進(jìn)一步提高了數(shù)字示波器的綜合性能，自此世界與模擬示波器徹底告別。
