第一节 示波器
阴极射线示波器(简称示波器),是利用阴极射线示波管,将电信号转换成肉眼能直接观
察的,随时间变化图像的电子仪器。在电视、广播、雷达、导航、通信、自动控制、计算技
术、宇宙飞行和核物理研究等现代科学技术领域中,成为一种主要的测量设备。
示波器是黑龙江省起步最早的电子测量仪器,先后有哈尔滨电子仪器厂,前卫无线电仪
器厂、肇州电子仪器厂、依兰电子仪器厂、哈尔滨无线电八厂等8户企业生产了34个规格品种,
近两万台。产量在全省电子仪器中居第二位。
一、脉冲信号示波器
脉冲信号示波器采用单束示波管,并应用示波器基本显示原理,可对电信号进行定性和
定量观测,用途较广。
(一)SBM-1型示波器
哈尔滨电子仪器厂1958年8月根据一机部十局下达的试制任务试制的示波器,是哈尔滨
电子仪器厂的起家产品。按照苏联ИО4型电子管示波器仿制的。由李宪久主管设计,郭顶
胜、张玉林、丁孟秋参加试制,于1958年末开始。当时没资料,只有哈尔滨工业大学一台样
机和一张线路图。因此工厂与哈工大教师联合试制。仪器中有的组件密封,无法解剖,只有
在实验中选择适当电路参数,于1959年上半年装出第一部样机,电性能很不稳定。10月份又
装出2部样机,运到北京华北计算技术研究所检定。但文件不齐,工艺装置系数仅30%,机械
和电气性能差,在20项指标检验中,输入电容,同步电压、“乙”通道放大器等5项未达到
技术要求。1960年根据十局要求进行整顿提高,又制成两部样机,频带宽提高到10兆赫/秒。
SBM-1示波器1961年初经哈尔滨市科委批准小批量投产。1962年9月又送两部样机到解放军总
参谋部通信部京字七三六部队检定。在电性能方面垂直偏转放大器电脉冲过大,脉冲波形严
重失真,在连续扫描观察50千赫/秒正弦图形振荡波形失真。据此1963年1月经过工艺技术
整顿,又携机到京字七三六队部检定。经过一个多月的调试,基本符合技术要求,同意小批
量生产。回厂后又经过质量整顿,产品达到一等品水平,成本明显下降,由1962年的10 012
元/台,降到1963年8 249元/台,降低24%。零部件合格率,由1962年的90%提高到1963年
的98.1%,整机一次交验合格率达到98%。1963年末国家科委、四机部委托黑龙江省机械厅进
行技术鉴定。产品主要技术性能:垂直通道放大器带宽20赫兹到6兆赫,水平偏转放大器带
宽20赫兹到500兆赫,输出功率500瓦。产品合格,批量生产。1964年5月获国家计委、国家
经委、国家科委共同颁发的新产品三等奖。1969年共生产350部。由于质量稳定,销路较好,
1959~1970年共产1 814部。占全厂总产量的67%,创产值2 552.2万元,占产值的63.5%,获
利578.6万元,占全厂利润的38.7%。与此同时,佳木斯电子仪器厂1965年也开始试制、为使
产品不重复布点,以便哈尔滨电子仪器厂研制新的仪器,1970年省电子工业局决定,将SBM-1
示波器的全套设计、工艺文件移交佳木斯电子仪器厂。1974年12月,该厂又将SBM-1示波
器转移给佳木斯无线电一厂生产。佳木斯电子仪器厂1967至1974年,累计生产1 284部。哈
尔滨电子仪器厂生产的SBM-1型示波器,1978年获黑龙江省科学大会成果奖,1975年后因
更新产品停产。全省共计生产销售3 107部,居仪器产量第2位。
(二)SB-2型示波器
SB-2型示波器是哈尔滨电子仪器厂1958年开始独立设计的电子管示波器,是正式建厂
前设计生产的第一台简易示波器。主要用于研究观察连续瞬变过程,可观测振幅、频率、功
率、相角等电子量。其主要技术性能:频带宽20赫兹~400千赫,灵敏度0.01伏/毫米,可
观测信号幅度0.05~250伏,输入功率不大于80瓦,重25公斤,1959年开始小批量生产,每
部成本600元,售价2 000元。1959~1962年共产748部,后因SBM-1投产而停产。哈尔滨前
卫无线电仪器厂也于1959年开始仿照苏联ЗО-7型示波器试制同类示波器,定名为SBM-2,
1962年设计定型,至1970年累计生产2 187部。SBM-2型虽然生产时间不长,但产量较大,
居全省仪器产量第5位。
(三)SBM-3型示波器
SBM-3型示波器,是哈尔滨前卫无线电仪器厂1959年从武汉七二0厂移植了SBM-3
型示波器。主要技术指标:频带宽10赫兹~10兆赫,灵敏度2.5毫伏到0.3伏分档。1964年12
月定型。仪器应用面大,避免了大量进口,为国家节省大量外汇。1979年进一步改进,定型
为SBM-3A,其频带宽达到15兆赫,价格由2 400元降到2 000元,因此生产量较大,1959~1985
年累计生产9 637部,生产历时最长,产量居全省示波器之首,在各种电子仪器中居第2位。
(四)SBJ-1型便携式晶体管示波器
哈尔滨电子仪器厂根据四机部的计划,1965年6月开始试制。哈尔滨市科委拨给1.29万
元试制费,由解醒国主设计。主要用于收音机、电视机的维修,便于携带。主要技术性能:
与SBM-1近似,频带宽0~5兆赫,重量仅5公斤,成本只有900元。1968年12月通过设计定
型。1970年哈尔滨市电子仪表工业局决定,移交给哈尔滨无线电八厂生产。解醒国、孙怀顺
随产品去八厂指导生产一年半。1972~1981年两厂累计生产403部。
(五)SE系列晶体管示波器
由于电子管示波器功耗大,体积大而重,1965年四机部提出仪器要晶体管化,下半年四
机部决定全国集中设计取样示波器。1966年“文化大革命”开始,多数单位都停止了新产品
研制,哈尔滨电子仪器厂继续进行新品开发,完成了SD-2型多用示波器。但该机是电子管
和晶体管混合型,先天不足,功耗特别大,稳定性不好,没有生产定型就批量供货,因此返
修率特别大。1970~1972年共产618部。省电子工业局和四机部通报批评,立即停产废型。
SE-16型双踪示波器,是哈尔滨电子仪器厂1971年开始研制的,频带宽15兆赫,1972
年6月由省电子局主持设计定型。双踪示波器,是用双枪示波管或单枪双束示波管,利用电
子开关,具有两个垂直通道,使两个被测信号波形轮流地显示在屏幕上,便于观测对比。1973、
1974年生产506部,在两年中用户纷纷来信反映产品质量不好,高频高压和低压+200伏不稳
定,50赫以下低频同步不好,印制板高频下介质损耗大,影响脉冲特性等质量问题。1974年
12月四机部通报批评,勒令停产整顿。工厂1975年经过整顿的产品经中国科学院半导体研究
所、七机部七0二所使用合格后,1976年7月28日,经省电子局鉴定投产,1973~1981年累计
生产1 089部。1974年生产的质量不好的24部积压产品,1980年清产核资批准报废,损失6.9
万元。
SE-17型双踪示波器。是哈尔滨电子仪器厂在SE-16基础上扩展的产品。研制小组在
SE-16示波器的前置放大器和中间放大器的6只3DG32D硅高频管组成的局部补偿电路稍
作改动,使垂直通道达到30兆赫。1972年初试制,1973年3月通过省电子局设计定型,交七0二
所、七0四所等单位试用得到肯定,1974~1980年累计生产661部。
SE-18型双踪示波器。1973年哈尔滨电子仪器厂根据示波器要晶体管化的方向,研制
SE-18双踪示波器。其主要技术指标:带宽60兆赫,是SD-2的换代产品。1978年7月经省
电子局通过生产定型,1978年获省科学大会奖,1974年~1981年累计生产495部。1981年因
产品质量存在问题、高频高压不起振,垂直、高频动态范围窄,有效面积不到5度,电源可
靠性差,因此滞销停产。1977年前生产因质量差而库存的38部,1980年清产核资报废损失25
万多元。
SE-19型双踪示波器。1976年3月,哈尔滨电子仪器厂根据四机部下达任务研制的。当
时国内有几家企业研制了100兆赫晶体管示波器,由于国内器件不过关,垂直和高频指标又
上不去。工厂决定继承SE-18的线路,用2G771管子作末级通道,达到100兆赫。用北京电
子管厂生产的3DG15代替3DG81A,除垂直通道外,其余完全通用。SE-19双踪示波器
实现了指标高、成本低的目标。技术指标国内领先,得到同行厂家和四机部的肯定。1978年
12月省电子局主持设计定型。仪器主要性能:带宽100兆赫,灵敏度10毫伏~0.2伏/每刻度,
扫描速度0.005微秒/厘米。1977年~1981年累计生产193部。1982年后因受进口冲击,滞消
而停产。
SE-171型双踪示波器。1979年1月开始,哈尔滨电子仪器厂为满足对30兆赫示波器的
需要研制的。主要技术指标:带宽30兆赫,灵敏度SE-171A双踪示波器10毫伏~5伏/每刻度;
扫描方式常态、全自动、自动、单次;扫描时间1秒~0.1微秒/每刻度;功率70瓦,重9公
斤。1980年7月22日通过省电子局设计定型,同年获省科技成果四等奖。1983年增加了外调
辉放大器,被空军部队选为换代装备。主要探头和配件均工厂自制并改型为SE-171A。仪
器有全自动同步电路,在100赫兹~30兆赫频带内,无需调节触发,电平旋钮即可自动同步。
因而不仅可观测两个同步关系信号,而且可观测两个毫不相关的信号,特别适于科研部门、
大专院校、工厂单位对电子计算机电子电路进行调试和维修之用。SE-171型1981~1983年
生产109部,SE-171A型1983~1985年产120部。
(六)取样示波器
取样示波器是对周期性重复信号,按一定时间间隔顺序取样,把样点按时间先后顺序组
合起来,经过低频电路处理后,变为在屏幕上显示出一个被测高频信号波形相似的低频包络
信号波形。用于测量及观测高速开关半导体器件的开关速度、线路与网络的毫微秒量级响应
测试微波信号的直接显示。是研究和生产快速开关半导体器件,高速电子计算机,超高频无
线电通信设备及雷达等的重要测量仪器。
SQ-1型取样示波器。1965年初,哈尔滨电子仪器厂从四机部科研所接来的任务,当时
国内还没有取样示波器。要求频宽500兆赫,1968年秋完成5台样机,9月工厂召开SQ-1认定
会议。与会人员认为仪器达到原设计要求,但开环取样原理落后,效率低,频率特性不稳定,
不能作商品出售,决定废型。
SQ-5型取样示波器。这是双踪取样示波器,1966年初四机部确定集中中国科学院物理
研究所、原子能研究所、半导体研究所,四机部河北半导体研究所,华北无线电设备研究所,
哈尔滨工业大学无线电系、哈尔滨军事工程学院四系、锦州仪器厂、太原仪器厂、哈尔滨前
卫无线电仪器厂、哈尔滨电子仪器厂等11个单位,13名专家组成设计组,集中在哈尔滨电子
仪器厂设计。
1966年5月“文化大革命”开始后,设计组人员先后回原单位,哈尔滨电子仪器厂仍继续
研制。1967年秋,样机研制成功,1968年4月25日,四机部委托哈尔滨市革委会生产委员会主
持设计定型,当年还获得省科学大会奖。但性能不稳,1969年整顿一年,在没有进行生产定
型条件下,1970年生产102台,到1973年累计生产317台。由于设计不完善,产品质量差,省
电子局通报批评。1974年2月四机部为组织出国展览,通知SQ-5型示波器出国展览。工厂稍
加改进,装出4台样机赴澳大利亚等国展览。为此工厂以产品经过修改后还可销售为由,投产
30台,造成新的积压。1965到1975年共产350台,销售291台,获利360万元,但由于质量差,
而滞销停产。至1980年6月,积压59台,因器件变质,无法修理,经清产核资办批准报废,损
失69万多元。
SQ-4取样示波器。由哈尔滨电子仪器厂争取,纳入四机部试制计划。1967年开始,1972
年6月30日,省电子工业局主持设计定型,主要技术指标:带宽4 000兆赫,灵敏度分5档,每
刻度10毫伏、20毫伏、50毫伏、100毫伏、200毫伏。1972年试制2部,1974年生产40部。由于
取样探头不过关滞销停产。1980年报废10台,损失11万多元。前卫无线电仪器厂由栾志友等试
制成指标达100兆赫,1978年设计定型,1976~1983年累计生产226部。
SQ-5型取样示波器数字化装置。1968年,四机部同时给前卫无线电仪器厂、哈尔滨电
子仪器厂和上海无线电21厂下达任务,给哈尔滨电子仪器厂12万元试制费,1971年底完成草
样机,此成果实现了取样示波器数字化。但国内取样示波器没能实现内同步,以及有些器件
质量不过关,没能生产。前卫无线电仪器厂没有拿出成型样机。
SQ-24取样示波器。是哈尔滨电子仪器厂,1973年开始研制的内触发500兆赫高阻取样
示波器。1974年进行考察和方案论证,1978年完成一部草样机,1979年完成5部样机。主要技
术指标:带宽500兆赫,具有高阻输入,内触发效果。优于国内同类产品。但输入动态范围小,
器件来源困难,造价高,经过例行试验没有定型。1983年12月报废3部,损失15万多元。
SQ-25取样示波器。1972年,四机部下达哈尔滨电子仪器厂的试制任务,是用于晶体
管开关器件和激光领域的测量仪器。1973年组成20人的试制组,1975年完成实验样机。原定
指标为10 000兆赫,由于带宽调不上去,把设计指标降到8 200兆赫。但最后达到的指标:带
宽6 500兆赫,灵敏度10毫伏/每刻度。由于低阻输入对输入信号的传输有特别要求和处理,
要用衰减器、匹配器、分配器等大量传输部件,使用很不方便。仪器性能不稳定,器件材料结
构不过关,故障率高,需要维修人员随机维修,而维修器件供应困难,故工厂决定废型。SQ-25
型研制长达10年时间,耗费大量人力和20万元经费。1983年12月经哈尔滨市核资办批准报废了
样机损失金额22.3万元。
1965至1982年先后研制生产了6种规格型号取样示波器,带宽指标由500兆赫、2 000兆赫、
4 000兆赫到6 500兆赫。由于“文化大革命”的干扰,国内半导体器件生产满足不了仪器生产
指标的需要,以及不遵循科学规律办事,未生产定型就批量投产,生产中不注意质量等多种因
素,有两种中途废型外,其余4种共生产制造403部,由于滞销积压,报废处理75部,损失117.8
万元。
(七)记忆(存储)示波器
SJ-1型记忆示波器。一种具有存储功能的示波器,当时称记忆示波器。1967年,四机部
下达哈尔滨电子仪器厂填补国内空白的任务,当时受晶体管技术水平限制,设计的是电子管和
晶体管混合线路。主要技术指标:频带宽0~5兆赫,记录速度0.8毫米/秒,显示时间最大5分
钟,双踪扫描。可广泛用于对爆炸、冲击、振荡、激光的研究。1970年初步鉴定,但国内示波
管没有货源,研制工作暂停,研制组解散。1974年示波管国内能供货后,重新组织4人小组,由
韩继仁主持。由于国防科研部门急需,试生产了20台,每台成本1.3万元,售价2.5万元,产品
供不应求。
电子管、晶体管混合线路示波器,体大物重,技术指标低,性能不稳定。1975年初,工厂
决定研制全晶体管化的双踪示波器,型号仍为SJ-1型。改进后,重量由50公斤降低到20公斤,
功耗由600瓦降为150瓦,频带宽由5兆赫提高到10兆赫,记录速度提到1万米/秒;显示时间延
长到30分钟。1976年7月,由省电子局通过设计鉴定。1979年试产10部,每部成本9 000元,售
价1.9万元,用户主要有北京大学、清华大学、第七研究院二所、总后89113部队。1980年投产
50台。这段时间合肥无线电厂和凯里四五四0厂先后研制成SJ-3、SJ-5型示波器,市场被占
领,故工厂售价降为每部1.5万元,但仍无订货合同,因而停产。
在开发晶体管示波器过程中,1980年后,哈尔滨电子仪器厂先后开发了HD4362型、HD4286
型、HD4257型、HD4251型、HD4221型、HD4320型、HD4322型等7个型号。其中HD4362
型因为没有开关电源部分,故未鉴定而废型。
1982年试制成HD4460型双踪示波器2部,带宽5兆赫,显示时间10分钟,连续观测记忆时
间48小时。每部成本6 000元,只售出一部,售价8 000元。1984年7月,与辽宁营口特种变压器
厂签协议,为该厂试制2部HD4670型双线高压记忆示波器,每台定价17 500元。但由于订协议
时具体指标没有搞清,用户要求记录速度10万米/秒,但生产的仪器实际只有1万米/秒。花费
一年时间,造出的仪器,卖又卖不了,改又改不了,示波管已无法提高速度,故工厂造成直接
经济损失1.7万元。
HD4286型示波器。四机部1982年初下达的任务,集成度40%,频带宽15兆赫,1983年12
月18日,由电子工业部元器件管理局主持设计定型。仪器便携通用,应用开关电源,功耗低,
末级整流仅19瓦,采用价格低的13ST58示波管,故整机售价只有2 185元。在此基础上又派
生出HD4257型。
HD4320型示波器。是双踪双扫通用示波器。1982年开始研制,由李兰生主设计,集成度
70%,带宽30兆赫,是中国自行设计的第一部集成电路便携式示波器。1984年11月设计定型,被
电子工业部确定为优选电路。其特点:体积小,重量轻,只有7.5公斤,操作携带方便;集成度
高,整机功耗25瓦。当电网波动在180伏~260伏时,性能稳定。售价3 800元。
(八)特种示波器
OK-19高压示波器。哈尔滨电子仪器厂,1963年由薛立夫设计,孙洪兴、丁孟秋参加试制。
OK-19示波器完全按照苏联产品仿制的,可同时观测记录持续时间不大于3微秒的两个单次电过
程。适用于激光、爆炸、雷电、冲击、振动、开关速度等,当年完成5部样机。主要技术指标:
垂直偏转灵敏度不劣于28伏/毫米,可视测信号幅度75~100伏,相当于100毫米时扫描持续期
波段,时标脉冲发生器100兆赫时±1%、10兆赫时±2.5%,功率320瓦,二机部1964年初验收合
格。主要用户是核工业部门各研究所。1964年10月8日参加了中国第一颗原子弹爆炸试验的测量,
顺利地完成了任务,受到了奖励,奖给两台万能铣。并获1978年省科学大会奖。1978年,又加
装了近摄照相机。1979年又改进了高压变压器工艺结构,提高了可靠性。1983年10月根据国务
院国防科工委(1983)综生字834号、电子工业部(1983)电生字1218号文通知,配合东风4号火箭
发射任务,专门生产了20部。自1964年投产到1983年累计生产169部。
SL-256逻辑示波器。逻辑示波器,国际上70年代初出现的一种新型数域测量仪器,用来
观察数字设备和数字电路逻辑关系的专用示波器,用于微机及数字系统设计、检测、维修。1979
年,哈尔滨电子仪器厂根据省电子工业局提出的研制任务,决定移植中国科学院半导体研究所
LA-781型逻辑分析仪的科研成果,SL-256逻辑示波器研制SL-256逻辑示波器。由朱陶生、
孙尚文、韩学润等6人组成研制小组。中科院半导体所提供了全部设计资料供参考,并多次派员
来厂指导。
SL-256型逻辑示波器由256×8通道的半导体随机存储器组成的存贮单元,可记忆被测信
号或随机出现的单次信息。存贮容量大,速度快。A、B两组存储器分别寄存被测数据和标准
数据。台式结构,各主要单元均为印刷电路板插板式结构,连接可靠,维修方便。主要技术指
标:时钟频率0.5兆赫,能组合触发和毛刺触发。有AB比较和A≠B停机功能,信号最小宽度
5万微秒,存储多位最高写速20万微秒/字。经过上海无线电十九厂,中国科学院上海冶金研究
所等单位使用,性能稳定,操作方便,适合中国高速电路生产需要。1980年9月由省电子局批准
设计定型,同年获四机部科技成果二等奖。但由于成本较高,每台售价4.05万元,因此销量不
大,1980、1981两年共产9台。
SZ-5型X-Y型示波器。1978年11月16日,哈尔滨电子仪器厂与北京高能物理研究签订的
研制电子工业基础产品技术协议,(1978)仪006号,用于“八七工程”,要求1979年末研制出2
部样机,并列入四机部计划。X-Y示波器,用于测量两个正弦信号之间相位差,或作电子设备
的终端显示。主要指标:正弦信号相位差不小于1.5度,最高可测5兆赫,灵敏度100毫伏/厘米,
输入阻抗1兆欧/30皮法(10 -12),有效面积6×6平方厘米,视频功耗60瓦,重12公斤。到1979
年末共产4部,出厂价8 400元,由于需要量小,由中科院验收购买3部,未作定型。