Vom Messgerät zum Messsystem Als das Oszilloskop modular wurde

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Für Generationen von Entwicklern war das Oszilloskop der Serie 7000 von Tektronix das ultimative Werkzeug im Entwicklerlabor. Mit seinem neu entwickelten Einschub-Konzept setzte der Hersteller neue Maßstäbe bei Flexibilität und Präzision, die bis heute nachwirken. Eine Spurensuche.

Ein Oszilloskop macht Unsichtbares sichtbar. Elektrische Signale gelangen über Verstärker an die horizontalen und vertikalen Ablenkplatten einer Kathodenstrahlröhre; ein gebündelter Elektronenstrahl zeichnet den Spannungsverlauf über die Zeit auf dem Leuchtschirm nach, Punkt für Punkt, Zeile für Zeile. Das Grundprinzip ist einfach und elegant zugleich. Und es ist alt. Bereits 1897 zeigte der deutsche Physiker Ferdinand Braun, dass sich mit einer Kathodenstrahlröhre elektrische Vorgänge sichtbar darstellen lassen. Die nach ihm benannte Braunsche Röhre wurde zum Urvater aller Oszilloskope. Doch es dauerte 34 Jahre, bis aus der physikalischen Demonstration ein kommerzielles Messgerät wurde: 1931 brachte General Radio das Type 535-A auf den Markt, den ersten Kathodenstrahl-Oszillographen für industrielle Anwendungen.

Allerdings hatten frühe Oszilloskope ein Problem: Sie besaßen keine getriggerte Zeitbasis. Der Elektronenstrahl lief frei, und der Anwender musste mit viel Geduld und Fingerspitzengefühl versuchen, das Signal auf dem Schirm zum Stehen zu bringen. Für reproduzierbare Messungen war das kaum geeignet. Das änderte sich erst mit einer entscheidenden Erfindung.

Die getriggerte Zeitbasis mit dem 511

Kurz nach dem Zweiten Weltkrieg gründeten vier Partner in Portland, Oregon, das Unternehmen Tektronix. Darunter war der geniale Ingenieur Charles „Howard“ Vollum und der Unternehmer Melvin „Jack“ Murdock. Das erste offizielle Produkt war der Typ 101 Video Calibrator, doch der eigentliche Geniestreich folgte im Juni 1947: das Modell 511. Es war das weltweit erste Oszilloskop mit einer getriggerten Zeitbasis. Für damalige Verhältnisse war das Gerät ein technologisches Schwergewicht, und das im wahrsten Sinne des Wortes: Mit einem Gewicht von 29 kg und einer Leistungsaufnahme von 180 W deckte es ein Frequenzspektrum von 10 Hz bis 10 MHz ab. Die University of Oregon Medical School sicherte sich eines der ersten Exemplare für rund 800 US-Dollar. Howard Vollum hatte mit dem 511 den entscheidenden Schritt vom Labor-Spielzeug zum exakten Messinstrument vollzogen.

Expansion und der Weg nach Europa

Der wachsende Wohlstand und die Gründung der NATO 1949 öffneten Tektronix schnell die Türen zum europäischen Markt. Um Kommunikationshürden abzubauen, eröffnete die Firmenspitze 1958 eine Produktion auf der Kanalinsel Guernsey, gefolgt vom Aufbau der Tektronix NV in den Niederlanden. Ab 1962 liefen im Werk Heerenveen die ersten Geräte vom Band. Das war im selben Jahr, als Tektronix sein erstes digitales Oszilloskop vorstellte. Zeitzeugen wie der Elektroniktechniker Gerrit DeVries, der 1964 als 17-Jähriger in Heerenveen anfing, erinnern sich an diese Ära des Umbruchs: „Ich prüfte und kalibrierte die großen statischen Oszilloskope der Serie 540, die noch Vakuumröhren und Keramikstreifen anstelle von Leiterplatten enthielten.“ Neben der Technik prägte auch die Kultur das Unternehmen: „Man sagte mir, dass Manager gerne mit ihrem Vornamen angesprochen werden“, sagte DeVries. Ein für die damalige Zeit revolutionärer, flacher Hierarchieansatz.

Die 7000er-Serie 1969

Im Jahr 1969 betrat der Mensch den Mond – ein Triumph der Technik, bei dem Tektronix die NASA bereits tatkräftig unterstützt hatte. Im selben Jahr läutete das Unternehmen eine neue Ära der Labormesstechnik ein. Die frühen 1960er-Jahre waren geprägt von einem rasanten Wandel: Integrierte Schaltkreise (ICs) veränderten die Märkte von der Unterhaltungselektronik bis zur Luft- und Raumfahrt. Während 50 MHz damals als Standard galten, trieb Tektronix die Entwicklung bereits in den Gigahertz-Bereich. Die Produkte der Kunden wurden immer schneller, und Tektronix musste Geräte liefern, die diesen Aufgaben nicht nur gewachsen, sondern auch flexibel genug für zukünftige Anforderungen waren.

Die Antwort war die 7000er-Serie. Sie war kein einzelnes Oszilloskop, sondern ein modulares System, das den Ingenieur zum Architekten seines eigenen Messplatzes machte. Das Konzept war ebenso einfach wie revolutionär: Ein Mainframe diente als Plattform mit Stromversorgung und Kathodenstrahlröhre. In diesen ließen sich über 40 verschiedene Einschübe stecken. Das reichte von Verstärkern und Zeitbasen bis hin zu Spektrumanalysatoren und Digitalmultimetern. Technologisch markierte die Serie den Abschied von der Ära, die Techniker wie Gerrit DeVries noch bei der 540-Serie erlebt hatten. Man verabschiedete sich von Vakuumröhren und Keramikstreifen und verbaute hochintegrierte Halbleitertechnik. Ein Highlight war das 1971 vorgestellte Modell 7904, das mit einer Bandbreite von 500 MHz die Konkurrenz weit hinter sich ließ. Eine echte Sensation war die Readout-Funktion: Erstmals mussten Messwerte nicht mühsam von der Skala abgelesen werden; sie wurden digital direkt auf dem Bildschirm eingeblendet.

Wie wichtig diese Präzision war, zeigte sich 1973: Tektronix beteiligte sich mit seiner Messtechnik an den wegweisenden ARPANET-Tests. Das waren jene Computer-zu-Computer-Kommunikationsversuche, die als direkter Vorläufer des heutigen Internets galten. Die 7000er-Mainframes waren dabei die stillen Helden im Hintergrund. Ihre Verarbeitung war so massiv auf Langlebigkeit ausgelegt, dass viele Geräte 30 Jahre und länger im Einsatz blieben. Außerdem überlebten sie mehrere Technologiegenerationen sowie den Einzug der ersten Mikroprozessoren in den späten 1980er-Jahren.

Von der Mikroelektronik bis zu 6G

Die 1970er und 1980er brachten den Einzug der Mikroelektronik. Geräte wurden kleiner, vernetzter und leistungsfähiger. Mit dem Fall des Eisernen Vorhangs in den 1990ern erschloss Tektronix neue Märkte in Osteuropa, etwa durch die Partnerschaft mit der polnischen Tespol.

Heute ist das Oszilloskop ein Allrounder, das Signale bis über 70 GHz erfassen kann. Ein aktuelles MSO der Serie 5 hilft heute beispielsweise im Siemens-Entwicklungslabor in Erlangen bei der Prüfung von Automatisierungstechnik. Doch Tektronix blickt bereits weiter: Gemeinsam mit der Universität Wuppertal wird heute am künftigen Mobilfunkstandard 6G geforscht. Die ersten Oszilloskope wogen 29 kg und waren mit sperriger Röhrentechnik der 1940er-Jahre ausgestattet. Heute bietet Tektronix seine Cloud-basierte Plattform TekDrive an. (heh)

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