自從拆解了一臺(tái)新款數(shù)字萬用表后，終于發(fā)現(xiàn)了Keysight成功的大秘密

WW：大家好，我是 Wayne Willis，34461A 研發(fā)經(jīng)理，也是個(gè)電子工程師，我是在 1979 年加入 HP 的（38年?。?。每天的工作就是和研發(fā)工程師以及產(chǎn)品市場工程師一起，設(shè)計(jì)和開發(fā)新產(chǎn)品。因?yàn)檫@次采訪的重點(diǎn)是我們的數(shù)字萬用表，我覺得我應(yīng)該公布一張?jiān)O(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的合影。這張照片你們可以看到，我們的團(tuán)隊(duì)里既有年輕工程師，也有一些 40 年以上工作經(jīng)驗(yàn)的高齡（或者說資深吧）工程師組成。甚至還有好幾位工程師是參與過 34401A 項(xiàng)目。當(dāng)然你可以很容易的識(shí)別出這些大佬人物，因?yàn)樗麄冾^發(fā)都比較少了...

WW：當(dāng)然有啊。其實(shí)我們辦了一個(gè)特別大的慶祝活動(dòng)，為 34401A 舉行了隆重的“退休”儀式，時(shí)間就在它停產(chǎn)的那天（2016 年12 月 1 日）。我們仔細(xì)查找了當(dāng)年在 34401A 項(xiàng)目中工作過的所有人員（包括研發(fā)，市場和訂單管理），邀請(qǐng)了盡可能多的人前來參加。當(dāng)然這其中有很多人都退休了，所以這場活動(dòng)最終變成了老朋友們的重逢聚會(huì)?；顒?dòng)的主持人是原來負(fù)責(zé) 34401A 市場宣傳工作的老兄，他在現(xiàn)場講了很多好玩的段子，與大家一起重溫了那段時(shí)光。（有點(diǎn)感動(dòng)啊，很濃的人情味）

WW：在我們那個(gè)年代，34401A 是一個(gè)真正不一樣的產(chǎn)品。它用五位半的價(jià)格，提供了六位半的測量精度和分辨率，它的耐用性和可靠性在行業(yè)中從未被超越。所以它的成功是低價(jià)格，高性能，以及堅(jiān)固耐用三方面平衡的結(jié)果，這些也正是用戶所真正需要的。

WW：我覺得這可能要?dú)w結(jié)于34401A是 HP 第一款在研發(fā)前進(jìn)行過海量市場調(diào)查的產(chǎn)品。所有的市場調(diào)查結(jié)果都被匯總到一種被稱為“質(zhì)量屋”（House of Quallity, HOQ，這是80年代由日本公司最早提出的一套產(chǎn)品研發(fā)決策體系）的分析工具中，我們將所有的客戶反饋詳細(xì)記錄并排列優(yōu)先級(jí)。“質(zhì)量屋”體系在當(dāng)時(shí)是一個(gè)新東西，但最終被證明是一個(gè)非常有效的方法，尤其是在那些需要做出取舍的關(guān)鍵時(shí)刻，我們首先想到的就是一定要把用戶的要求放在第一位。

比如我們舉個(gè)有意思的例子：我們都知道，對(duì)用戶來講，他們都希望我們的產(chǎn)品特別堅(jiān)固可靠。我們一方面要想方設(shè)法的提高產(chǎn)品質(zhì)量，滿足他們的要求。另一方面，我們還應(yīng)該想辦法讓他們能非常直觀的感受到我們的產(chǎn)品特別可靠。這就是為什么在 34401A 的最終設(shè)計(jì)中，加了一層橡膠保護(hù)套（bumper，在 HP 之前的產(chǎn)品中是沒有這個(gè)保護(hù)套的）。直到今天，我們所有的臺(tái)式儀器還在繼續(xù)包裹這層橡膠套，甚至影響到其他廠家也都在這樣做，因?yàn)檫@種外觀強(qiáng)烈的滿足了客戶的心理預(yù)期。（感覺被套路了...）

設(shè)計(jì)一款成功的產(chǎn)品，最困難的地方就是需要投入巨大的精力來平衡成本，性能，和可靠性。要滿足這三個(gè)要求而不作其他犧牲，需要對(duì)產(chǎn)品細(xì)節(jié)投入大量的精力，還需要研發(fā)團(tuán)隊(duì)，訂單管理團(tuán)隊(duì)和關(guān)鍵供應(yīng)商之間進(jìn)行大量的創(chuàng)新、協(xié)同工作和相互支持。我很高興我們一直干的還不錯(cuò)。

WW：不，完全沒有，它是完美的。（傲嬌臉...）

WW：我們?cè)谌f用表中持續(xù)不斷的改進(jìn) A/D 算法和技術(shù)。最早期的多斜積分技術(shù)后來逐漸演化為第二代（ 3458A 和 34401A ）和第三代（ 34410/11A ）。在新產(chǎn)品中為了平衡分辨率和速度，ADC 的設(shè)計(jì)中使用了 delta-sigma 算法，同時(shí)也使測試結(jié)果得到了更好的線性度。精密 ADC 設(shè)計(jì)需要使用到很多器件（包括參考電平和高穩(wěn)定性器件，匹配電阻網(wǎng)絡(luò)，高阻抗和與之相匹配的低泄漏開關(guān)器件，A/D 控制電路等）。高層的芯片整合雖然一直在不斷發(fā)生，但是我們發(fā)現(xiàn)單一的芯片設(shè)計(jì)還是無法滿足我們需要的所有精度要求。因此，目前的設(shè)計(jì)仍然基于多個(gè)芯片和器件。我相信技術(shù)會(huì)不斷發(fā)展，也許沒多久，一塊獨(dú)立的芯片就能實(shí)現(xiàn)我們所有的性能要求（那時(shí)候價(jià)格就會(huì)更便宜啦）。

WW：確實(shí)是這樣，對(duì)于我們的許多產(chǎn)品，市場都會(huì)要求我們?nèi)ミm應(yīng)更多的特殊應(yīng)用，數(shù)字萬用表也是這樣。對(duì)此我們也選擇了多種應(yīng)對(duì)方法。 首先，就是可以通過升級(jí) firmware 加入更多功能，這是非常容易的方式。另外許多產(chǎn)品可以通過安裝 license，打開某一項(xiàng)特殊的應(yīng)用功能（有點(diǎn)像手機(jī)里的 Apps）。最后，我們還一直致力于開發(fā)更多的軟件配合儀器使用，以滿足更多獨(dú)特的應(yīng)用要求。

WW：新的數(shù)字萬用表采用改良的 ADC 設(shè)計(jì)，使我們能夠在較低的成本和較小的體積中，實(shí)現(xiàn)七位半的精度和分辨率。新一代的 ADC 設(shè)計(jì)也使我們能夠?qū)崿F(xiàn)更快的讀數(shù)速度。另外，我們還將自動(dòng)校準(zhǔn)功能（Auto Calibration，ACAL）添加到我們的設(shè)備中（34465A 與 34470A），以便在溫度環(huán)境影響下，仍能保持較高的測量精度。

除此之外，得益于過去 25 年里數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，我們能更好地利用那些過剩的運(yùn)算能力，做到在 34401A 上無法實(shí)現(xiàn)的事情。我們將過去很多通過模擬電路實(shí)現(xiàn)的功能移植到數(shù)字電路上（比如有效值的計(jì)算），得到了更高的可靠性和穩(wěn)定性，價(jià)格還便宜了不少。比如 FPGA 使用，它承擔(dān)了很多過去需要專用芯片來完成的事情。

WW：大家對(duì)新的操作界面反饋非常好，感覺直觀而且能很快上手，基本上不用翻說明書。導(dǎo)航菜單可以很容易找到各種功能（34401A面板按鍵很少，所以需要復(fù)雜的組合按鍵深入層層菜單，才能找到需要的功能）。測量結(jié)果可以在更大的彩屏上顯示，我們現(xiàn)在不光能提供讀數(shù)，還可以圖形化顯示統(tǒng)計(jì)結(jié)果。在 UI 設(shè)計(jì)中，我們希望不僅提供準(zhǔn)確的讀數(shù)，還能用更直觀的方式展示結(jié)果，提升他們對(duì)測量結(jié)果的洞察力。你現(xiàn)在可以看到趨勢圖，直方圖，統(tǒng)計(jì)信息等數(shù)據(jù)，而不僅是顯示讀數(shù)，可以更全面地分析數(shù)據(jù)，從而更好地了解測量結(jié)果。

WW：我們將繼續(xù)研究新的技術(shù)，只要它們可靠，價(jià)格合理，安全，并且對(duì)客戶的使用有價(jià)值，我們就會(huì)考慮將它們添加到我們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。最近的一個(gè)例子是，我們?cè)趦x器背面的 USB 通信接口上實(shí)現(xiàn)了 MTP 協(xié)議，這樣你就可以像使用 U 盤一樣，把儀器中的數(shù)據(jù)文件直接拖拽到 PC 上，完全不用編寫程序。

WW：真的很難列舉出開發(fā)過程中我們的產(chǎn)品所遭受到的認(rèn)證測試和“濫用”測試，我只能比較寬泛的說一下。它包括了溫度/濕度極限測試，溫度循環(huán)測試，機(jī)械濫用測試，輸入信號(hào)濫用測試，ESD測試，輸入瞬變和斬波測試等。這些都是必要的安規(guī)測試。比如我們建議的工作環(huán)境溫度在 0~55°C 之間，但實(shí)際測試時(shí)用到的環(huán)境溫度要遠(yuǎn)超過這個(gè)范圍。

另外你還必須需要考慮到一些誤操作的可能，比如一個(gè)前一天晚上沒睡好的工程師，意外的把 1000V 大電壓直接加載在電阻測試功能上，雖然這是個(gè)挺危險(xiǎn)的操作，但是我們得保證它不會(huì)損害儀表。

另外，我們還擁有前代產(chǎn)品積累的經(jīng)驗(yàn)，這是個(gè)豐富的寶庫，讓我們參考和學(xué)習(xí)，這些信息對(duì)我們的最終的設(shè)計(jì)決策有巨大的貢獻(xiàn)，可以確保我們?yōu)榭蛻籼峁┛煽康脑O(shè)計(jì)。

WW：關(guān)注我們吧，我覺得你肯定會(huì)喜歡的

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