ZT：拆解来自1969年的惠普3310A信号发生器
来自：https://tvax3.sinaimg.cn/crop.0.0.440.440.50/7406e5bcly8gg87rmclvyj20c80c8dg8.jpg?KID=imgbed,tva&Expires=1596040135&ssig=negVwARPexEE_Archeology
转载经过许可，请勿用于商业用途
随便拆拆，欣赏下50年前的工艺
http://wx2.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sm2zzrzj212w0pvhdt.jpg
简介自古以来(误)，信号发生器一直是惠普的强项之一，毕竟这家公司的第一个产品便是著名的HP200A音频信号发生器。本文拆解的HP3310A推出于1969年，定位并不高端，但惠普在1969年6月的HPJ中将其比喻成”信号发生器中的瑞士军刀”。因为它在区区20*20*11cm的体积内，集成了正弦波，三角波，方波，斜坡和脉冲信号功能，并且频率范围覆盖了0.5mHz到5MHz整整10个数量级。在50年前，这无疑是无数电子工程师梦寐以求的万能工具。
http://wx1.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sb3e2mij20u00udkjm.jpgHP3310A原理框图为了达到跨度如此巨大的频率范围，惠普的工程师也没有少费心思，在机器内使用了不少奇淫技巧。这台机器的基本原理，是首先使用积分电路产生一个三角波，再通过波形整形器等将其转换为正弦波。方波是直接通过积分信号极性得到，而斜坡信号则是通过改变积分时充放电的电流比例产生。
为了得到0.5mHz的超低频率信号，首先需要产生一个稳定的低频三角波。想产生如此低频的波形，要么增加积分电容容量，要么减小充电电流。显然，电容的容量是有限的，想获得如此低的电流也非常困难。于是，惠普的工程师先用一个不是那么精确的电流源给电容充电，同时采用测量三角波斜率的方式，根据斜率与目标的误差，产生另一个电流源，给电容放电，通过负反馈实现精确的斜率控制。就这样巧妙解决了低频下信号稳定性的问题。为了提高集成度，缩小仪器的体积，工程师还在机器里用上了不止一颗大名鼎鼎的uA741集成运放。这款发明于1967年的运放芯片，在当时也算是新鲜事物，直到今天仍未停产，堪称芯片界的活化石了。
话不多说，请看拆解。
拆解简单直接的面板，左边是一个巨大的频率调谐旋钮，调谐旋钮下方的黑色旋钮通过摩擦力与刻度盘连接，可用于频率精密调节http://wx1.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sbwycwmj212w0pvkjl.jpgHP经典的蓝黑标
http://wx4.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4s00yibqj212w0pvhdt.jpg
波形选择旋钮。这台机器面板上所有标识都是刻上后再上漆的，做工精良，毕竟得对得起500多刀的售价呢
http://wx1.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sn1hcptj212w0pve81.jpg频率选择旋钮，横跨10个数量级
http://wx3.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4snh3o34j212w0pve81.jpg
可调的直流偏置
http://wx1.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sca0sa8j212w0pvb29.jpg
反面，只有一个电源输入，保险丝和电压选择开关
http://wx4.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sccnctzj212w0pve81.jpg
拆下四块盖板，不是很脏，稍微清洗下就好
http://wx2.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4scg5lpsj212w0pvu0x.jpg
清洗干净的盖板
http://wx3.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sckdbxaj212w0pv4qq.jpg
这是脚撑，按下中间刻着HP LOGO的按钮就可左右滑动将其取下
http://wx3.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4scq50e5j212w0pvu0x.jpg
拆旋钮清理面板
http://wx3.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sct5j8xj212w0pvkjl.jpg
拆下的旋钮。机器频率稍微有点偏差，装回去的时候顺便调整了一下度盘，之后频率就很准了http://wx4.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4scw0i4pj212w0pvnpd.jpg
固定频率档位旋钮的内六角螺丝居然裂了，拆不下来。就索性不拆了
http://wx4.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4scz26jyj212w0pve81.jpg
这台机器保养得真的很好，面板的BNC头只有轻微氧化，用钢笔橡皮擦一下就闪亮如新了http://wx4.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sd23y3fj212w0pvkjl.jpg
机器内部，稍微有点灰
http://wx3.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sd911iyj212w0pv1ky.jpg
刷一下后，跟新的一样。古朴的电路板和五彩斑斓的元件让人仿佛又回到了50年前http://wx4.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sdcwgxuj212w0pvhdu.jpg
仪器一共四块电路板，以下是四视图http://wx1.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4siidaltj212w0pvu0x.jpghttp://wx2.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sdjetddj212w0pvkjl.jpghttp://wx3.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sdmiwdzj212w0pvqv5.jpghttp://wx4.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sdpzq9oj212w0pvnpd.jpg
主板，负责产生不同频率的三角波
http://wx4.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sdvr1o4j212w0pv4qq.jpg
这颗大电容是测量三角波斜率的微分电容，边上是个场效应对管。为了降低杂散参数影响，关键部分包了一圈地
http://wx3.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4se06d9lj212w0pv4qq.jpg
频率档位选择开关
http://wx4.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4se94i1zj212w0pv4qq.jpg
各个档位的频率微调电位器，下边是两颗仙童公司生产的uA741运放(打了惠普的型号)，看日期码生产于1971年
http://wx4.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4se94i1zj212w0pv4qq.jpg
频率调节电位器
http://wx4.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4secxw1cj212w0pvx6p.jpg
戴草帽的三极管，其实是散热片。三极管脚上还套了磁环
http://wx4.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4segiin5j212w0pvb2a.jpg
这里似乎是生产失误，掉了一个插孔，并且被永久焊在了板子上。不过不影响功能，也一直没被发现
http://wx4.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sek57atj212w0pv7wi.jpg
两颗通体金黄的二极管，插在座子上。之前的插孔似乎就是用在这的http://wx3.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4seprc2wj212w0pve82.jpg
取下看看，是1N3713，镓材质隧道二极管，主要特性就是开关速度快而且在特定工作区呈现负阻性质。现在不多见了
http://wx4.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4setwrexj212w0pv1ky.jpg
反面，是电源变压器和输出功放板
http://wx4.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sexy9y3j212w0pv4qq.jpg
金光闪闪的
LOGOhttp://wx1.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sf1oq7vj212w0pv1ky.jpg
电源稳压电路
http://wx1.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sf7aa61j212w0pve82.jpghttp://wx2.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sfc5jzej212w0pvb2a.jpg
输出功放三极管
http://wx3.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sffzuggj212w0pv4qq.jpg
侧面的板子之一，这里是正弦波通路放大器。正弦波整形电路在功放板上，大致原理是用一堆二极管和电阻实现分段拟合，因此谐波较多，但也不是不能用。这台机器的正弦波输出THD在0.5%~3%之间
http://wx2.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sfjx3fqj212w0pvx6p.jpg
侧面另一块板子，只是电源整流桥和大滤波电容
http://wx4.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sfnxmmvj212w0pvx6p.jpg
前面板，两颗金光闪闪的二极管，其实只是起个保护作用的稳压管，真奢侈啊http://wx4.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sfrugfbj212w0pvqv5.jpg
最后来张5kHz正弦波的测试图，左下角是HP3580A音频频谱仪，可以看到谐波还是挺多的。右边是HP331A失真分析仪，上面的示波器显示的是输出信号中的谐波分量。至于HP3580A和HP331A，等后面有空再拆吧
~http://wx3.sinaimg.cn/large/7406e5bcgy1gh4sfwslioj212w0l2u0x.jpg
HP3310A的使用和维护说明书，及1969年6月的HPJ可以在7400.me上下载。感谢您阅读~
madbird302 发表于 2020-7-29 21:37
也就是这玩意要搭配单独的示波器使用？
不用吧，他只是想看看这台古董现在发出的波形如何而已
页:
[1]