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【台式数字多用表】今天才知道百年历史的惠普居然生产过这么多仪器!

对于电子和射频工程师和无线爱好者来说,提到HP品牌时,首先联想到的是高精度HP测量仪。惠普测量仪曾经是世界上最好的仪器品牌之一。8位数半数字多米HP3458A、函数信号发生器HP3325B、频谱分析器HP856x/HP859x都可以说是一代经典。

此外,惠普还涉足过医疗设备领域,在一些医院,我们还能看一些老款的HP品牌的生命体征监护仪、心电图机、除颤仪。

作为电子爱好者,最关心的还是惠普公司与电子设备有关的故事,有幸的是惠普公司的创业产品就是电子仪器——音频振荡信号发生器。接下来,我们来回顾一下惠普公司与无线电测量设备有关的历史故事,了解一下惠普仪器产品发展史和那些“上古仪器”。

惠普公司最初由William Redington Hewlett和Dave Packard两位年轻人合伙创建,他们通过抛硬币来决定名字的先后顺序,这样就有了Hewlett-Packard公司名称,“惠普”是进入中国后本地化名称。

1930年,来自美国密执安州安阿伯的William Hewlett和来自美国科罗拉多州普韦布市的Dave Packard结识于斯坦福大学的弗莱德·特曼博士无线电通信实验室,之后共同的兴趣爱好和世界观使他们走到一起。本科毕业后的1938年,在特曼教授的鼓励下,他们利用借来的538美元作为启动资金,在住宅后面租了一间车库小屋作为工作室,利用业余时间研制产品,工具非常简单,包括二手钻床和一些基本的金工工具,电子元件都是市场上的通用产品。现在,这座当年William R.Hewlett和Dave Packard创业的车库小屋已成为纪念圣地。

他们的首件产品是用于测试音频设备的音频振荡器发生器,这是一台基于电子管和阻容网络以及负反馈技术的音频可变信号发生器,其特点是通过添加一个小灯泡作为负反馈,使得信号输出比较恒定,避免失真。整台信号发生器电路简洁,成本低,性能优良,技术上得益于当时Hewlett的负反馈研究,整机只用到5个电子管。这台信号发生器频率和输出都连续可调,能够输出35Hz~35kHz频率信号,输出功率1W/500Ω。电路上现在看来很普通,但在当时属于创新型产品,具有历史意义的200A技术资料,包括其图纸,在惠普官网上可以找到。

Hewlett擅长电路技术,Packard精通生产工艺,两人互补正好生产出合适商用的产品。当时的产品除了电路部分,外壳也都是他们自制的。1939年,William Hewlett和Dave Packard正式成立了Hewlett-Packard公司,公司第一年收入为5369美元,利润1563美元,虽然盈利看似不多,但开了个好头,以后公司业绩蒸蒸日上。 1941年,惠普公司推出了谐波分析仪300A,用于测量放大器输出电压的谐波,它由一个平衡检测器、一个本地振荡器、一个调谐放大器构成。摩托罗拉无线电公司和Galvin制造公司是其早期用户。后续,惠普公司推出了320A/B、325B、330B/C/D失真分析仪。

HP 400A是惠普推出的第一款电子管电压表,我们现在称为电子管音频毫伏表。按照官方的说法,这台电子管电压表是Dave Packard于1941年开始设计、1942年定型的,直至1958年开始量产。我们在1943年的惠普测量仪器目录表中已经能看到400A电子管电压表产品,该产品具有1MHz的测量带宽,即可以直接测量10Hz~1MHz信号的电压,电压测量范围量程为30mV~300V,输入阻抗达1MΩ(高阻抗的电压表在测量时不容易影响电路工作)。

第二次世界大战中,随着美国政府的参战,电子仪器的需求剧增,给了惠普公司一个飞速发展的机会,不久惠普公司的年销售额就到了100万美元。1942年,惠普公司建立了公司大楼,成为业内一线企业,员工数量也达到了200人。 1943年,惠普公司开始与海军合作研发信号发生设备和雷达干扰设备,从而开始进入微波领域。在二战期间,惠普的各类信号发生产品技术先进,品质可靠,成为业内领导企业。从这一时期以后,惠普仪器奠定了高品质、高可靠性、经久耐用的特点,现在很多超过30年机龄的惠普仪器现在依然在业余无线电爱好者和小公司实验室中使用,如无线电领域的HP8920综合测试仪、HP856x和HP859x频谱分析仪、HP3458A/3468A/3478A多用表等都“老当益壮”。由于惠普仪器皮实耐用,容易修理,所以一直是二手仪器市场上的第一金子招牌。

1951年,惠普研制了当时技术领先的520系列频率计,520系列频率计包括521A/C/D/E、522A/B、523C/D、524A/B/C/D,其中代表产品为524A高速直接读取频率计。高速直接读取频率计使用了早期的数字技术,是惠普的大胆创新与尝试,它的面世大大减少了当时测量频率所需的时间。在此之前,频率计使用指针表头指示,通过手动调谐进行测量,测量速度和测量准确度都不高。HP500A/B就是早期模拟线路架构的频率计。数字频率计产品成为惠普继信号发生器和电压表后又一强项产品。524A频率计基于电子管电路,最高测量频率为10MHz,可以进行8位频率计数,前六位通过数字方式直接读出,后两位通过指针表头给出。此外,惠普还研发了为524B/C/D配套的外差式变频器525A/B/C,使得频率计可以直接测量更高的频率,525C已经可以测量到510MHz频率。

1959年,惠普收购了新泽西(美国)的Boonton全资附属公司,这次收购提升了惠普公司在精密仪器和电子测量仪器的设计制造实力。Boonton的160-A Q-Meter (Q值表)成为惠普公司的产品。Q值表是用来测量线圈品质的仪器,在无线电通信设备中,初级阶段线圈的作用非常重要,而Q值表则是检验线圈特性的主要仪器。 1963年,惠普公司在频率合成器方面取得突破,出品了商用的HP5100A频率合成信号源。频率合成技术的到来将可变频率仪器的频率稳定度提升到一个新水平,频率合成器输出频率的稳定度远非传统LC、RC振荡器所能比。最初的HP5100A能提供DC~50MHz高稳定度信号,其基准参考源是一块内置的1MHz晶体振荡器。惠普仪器在频率合成器参考源方面拥有大师级的地位,惠普从信号发生器起家,获得频率合成技术后,与信号发生器结合,使得惠普信号发生器性能得以突破。后来惠普出品的3320A/B频率合成器、8660A/B模块化频率合成信号源、HP 3335A高精度信号源、HP 8672A微波信号源、HP3325A频率合成函数信号源都堪称经典。 1964年,惠普高稳定度的原子钟HP 5060A带动了标准计量的风潮,建立时间基准被重视起来,原子钟为计量提供了技术支持。

同在1964年,惠普公司推出了微波频谱分析仪产品8551,成为射频和微波领域的新测量利器,频谱仪日后也成为惠普仪器公司的支柱型仪器产品。 1978年,惠普推出了具有现代意义的8568高性能频谱分析仪,并可搭配8444A跟踪源和惠普9825A台式计算机以及9866B打印机使用。该系列频谱仪具有精细的10Hz的RBW和90dB显示动态,总体架构采用基于微处理器的数字化处理控制方式。HP8568A最高工作频率为1500MHz,第二年推出的8666A将工作频率提升到22GHz,属于微波频谱仪。之后,HP8568系列频谱仪有诸多改进和升级,到了1985年,全面升级的HP8568B面世。

20世纪80年代,惠普研制了859x系列便携型频谱分析仪,经典型号8590、8591、8594,同时还有同样便携体积的微波频谱仪8561、8562、8563(26.5GHz)。这些频谱仪性能实用,功能丰富,便携和固定两用,深受用户喜欢,我国曾大量进口,很多频谱仪到现在依然在工作。 惠普公司在1965年开始设计制造当时的高级测量仪器示波器,以弥补产品线的空白。按照惠普官方说法,惠普的首台上市示波器型号为130A,是一台具有300kHz带宽、灵敏度最高1mV/cm的圆CRT屏示波器,基本可以满足当时的音频应用需要。150A是一个高阶版本示波器,其带宽具有10MHz,灵敏度为最高5mV/cm。惠普公司在示波器领域起步比美国泰克公司晚,但其独到的设计理念使其不久就成为泰克公司最具威胁的竞争者之一,直至现在数字示波器的时代依然如此。

惠普在1985年就推出1GHz带宽和数字存储的HP54100系列数字示波器,成为惠普高端数字示波器的丰碑,包括HP54100A/B和彩色像管显示的HP54110D。后来陆续出品54111D(1987年)、54112D(1988年)、54120T(1989年)、54122T/54123T(1990年),带宽和存储深度不断提升,最后于1991年发布的54124T,最高测量带宽提升至50GHz。

之前的1983年,惠普推出的5180A示波器可以算是惠普数字示波器架构的先驱。之后的HP54200系列数字示波器配置更为实用,价格容易接受,HP 54200系列主要包括54200A/D和54201A/D,它们具备50MHz实时测量带宽和200MSa/s的采样率。之后惠普还推出了HP 54500、HP54600、54700、54800系列数字示波器。HP54700示波器属于比较现代且高端的数字示波器,而54800系列示波器一直延续到Agilent品牌时代,甚至Keysight时代。

1999年,惠普公司对资源进行拆分优化,将相对独立的医疗和测量仪器部分拆分出来,成立独立的安捷伦公司(Agilent Technolgies),IT计算机部分依然叫惠普公司。所以,在之后,我们市面上看到的电子测量仪器都换上了Agilent的商标,但通常同样商品的编号不会改变,如著名的惠普顶级八位半电压表3458A,在惠普时代为HP3458A,在安捷伦时代为Agilent3458A。安捷伦公司在原惠普公司的基础上将测量仪器进一步现代化,赶上并引领了世界电子测量科技发展的潮流。

2013年,安捷伦科技宣布将测量仪器公司独立出来成为单纯的测量仪器技术公司,并命名为Keysight(是德科技),可谓术业有专攻。目前我们在市场上看到的惠普仪器都已使用Keysight商标,对用户来说,惠普仪器变得是品牌和商标,不变的是高性能、高可靠性和强有力的售后技术支持。

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