中國電子產品演進的歲月華章(1)
中華人民共和國成立至今已有75年。在這314世紀里,中國電子產業依次經歷了以電子管、晶體管、集成電路這3代電子元器件為代表的不同階段,留下了眾多具有代表性的電子產品。值此中華人民共和國成立75周年之際,就讓我們以音頻產品、影像產品、遙控產品這3類不同的電子品為代表,縱覽中國電子產品技術演進的歲月華章。
音頻產品的演進
采用電子管元器件組成振蕩與放大電路,將頻率較高的無線電信號作為載波,將頻率較低的音頻信號廣播發送到更大范圍,再采用電子管元器件接收并放大接收到的信號,從中提取出音頻信號,就帶來了電子產品在人類歷史上的首次大規模普及的應用——收音機。新中國成立后,黨和國家領導人注意到廣播事業在政策宣傳、新聞傳播、文化教育等領域具備的潛力,積極鼓勵和推進人民廣播事業的發展。20 世紀 50 年代中期,第一代國產新型電子管已經開始在國產收音機上普及應用,取代了體積更大的舊式電子管,成為推動新一代國產收音機崛起的核心元器件。
上海市電訊電器公司開利無線電機廠出品的電子 591A型收音機(見圖 1),就是一款采用 6A2、6K4、6N2、6P1、6Z4等國產新型電子管的收音機。不過,其內部機件(見圖 2)布局依然顯露出早期機型設計的經驗不足,例如電源變壓器占據較多空間,導致其他元器件布置局促,揚聲器紙盆也有一部分被玻璃刻度盤遮住,導致播放質量受到影響。
20 世紀 50 年代中后期,中國經濟建設的第一個五年計劃(1953—1957)取得了令人矚目的成就。中國電子產業在這段時間里也發展到前所未有的新高度。新中國成立10 周年前夕,在武漢、南京、上海等長江經濟帶沿線重要城市設立的電子科技企業已經能設計、制造出性能相當優秀的高檔機型。從 20 世紀 50 年代末到 20 世紀 60 年代初,由漢口無線電廠出品的東方紅系列(包括東方紅 81Y、東方紅 802Y、東方紅 803 等)收音機就是其中細分型號最多、造型和配置最豐富的產品。
其中,東方紅 802Y 型收音機(見圖 3)配置有能夠明顯提升中波信號接收效果的可旋轉磁性天線、高低音調分段調節及指示窗口等,能夠充分改善使用體驗。從東方紅802Y 的機芯設計(見圖 4)中能充分看出技術人員設計思維的進步。東方紅 802Y 機芯前部采用了大面積且功能多元化的背光板,音調調節指示的滑輪、調諧旋鈕軸、音量電位器,甚至部分濾波電容等都安裝在這塊背光板上。電源變壓器和輸出變壓器等較大較重的元器件都安裝在較低的地方,改善了整機的穩定性。在惜管如金的電子管技術時期,東方紅 802Y 的設計人員豪爽大氣地為這款機型選擇了共 8枚不同型號和功能的電子管(見圖 5)以實現整機功能,使東方紅 802Y 成為國產機型中性能最卓越的高端機型。
圖 5 東方紅 802Y 型收音機電路圖
在歐美科技發達國家,電子管收音機這類產品在技術和性能上的巔峰時期出現在 20 世紀 50 年代末 60 年代初。滿懷著熱血激情的新中國電子產業工作者們不甘落后,積極進取,在 20 世紀 60 年代前期,也將中國的電子管收音機推進到性能優秀、功能完善、造型美觀的全面巔峰時代。上海無線電二廠推出的飛樂 268、飛樂 265-8、飛樂 272 系列機型(見圖 6)就是這一時期的代表作。
上述各款飛樂機型在外觀風格和內部技術上都各有特色,呈現出多元化的創新思維和設計理念。從內部機件能清晰地看到這 3 款機型各自的特點(見圖 7)。
飛樂 265 系列曾經在 1964 年第 4 屆全國收音機評比會中獲得一等獎和質量獎,在電路設計、元器件布局和生產制造工藝方面都比同期的中檔機型有所改進。飛樂 265-8是飛樂 265 系列中唯一配置雙揚聲器的款式,其高音揚聲器由電容分頻,能更好地發揮出高音效果。
飛樂 268 是中國僅有的一款成功量產印制電路板的電子管收音機,曾改名為紅燈 268 型。飛樂 268 型具有由 3個按鍵和 1 個旋鈕組成的音調調節系統,機箱上安裝揚聲器處有反射諧振腔,具有良好的音色。
飛樂 272 是國產電子管收音機中唯一在 20 世紀 60 年代設計并投入量產、占據高端機型榜首 10 余年的高檔機型。這款機型具有完善的中波磁性天線方向調節、短波頻率微調及指示功能。由 4 個按鍵和 2 個旋鈕組成的音調及音色調節系統效果卓越,收音性能良好,音色優美動聽。
截至 20 世紀 60 年代中期,一種全新電子技術的時代已經到來。晶體管憑借功耗少、體積小、成本低等技術特點,開始在收音機等電子產品中嶄露頭角。對于當時的中國而言,晶體管收音機只需要用幾節一次性電池即可供電,為廣大農村地區推廣普及收音機創造了得天獨厚的條件,當時農村人口在總人口中所占比例很高,并且很多人口居住分散的村鎮并未接通電網。因此,晶體管技術的普及應用就意味著大多數中國民眾從此能用得上、用得起收音機,這在之前的電子管技術時代曾經難以想象。
20 世紀 60 年代后期,上海無線電二廠推出的工農兵601 型農村廣播網專用機(見圖 8),就是晶體管技術在華夏大地上快速普及應用的典型。其刻度盤背光板上印刷有農村廣闊天地的風景,刻度盤上也寫“努力辦好廣播,為全中國人民和全世界人民服務”這一理念。工農兵 601 的總體技術方案是在 1967 年上海召開的“面向工農兵收音機聯合設計方案討論會”上確定的,對這款機型提出了“成本低廉、結構簡單、使用方便、維修方便、靈敏度高、輸出功率大并可作有線廣播使用”的要求。
在工農兵 601 的電路設計方案中,為了改善當時中國農村通信設施缺乏的局面,增加了“對講”功能,這是一項針對農村地區應用需求因地制宜的設計。工農兵 601 直徑為 100mm 的揚聲器安裝在機箱側面可以被水平旋出的支架上。在使用多臺工農兵 601 搭配的情形下,每臺都可以被當作有線對講機使用。即使沒有話筒,使用者也可以將左側的揚聲器拉出并對著它講話,在工農兵 601 的功能被切換到對講狀態時,揚聲器就相當于一個動圈式話筒,將接收到的語音轉化成電信號,經過阻抗變換后,由本機低放與功放電路放大(見圖 9),再發送到有線廣播線路上傳遞給其他工農兵 601。
至于工農兵 601 可以連接的輸出揚聲器種類,也有兩種選擇。既有連接 8~16Ω 低阻揚聲器的端口,也有將多個高阻抗壓電式或舌簧式揚聲器,并聯成 200~300Ω 阻抗負載后接入的端口(見圖 10)。從整機結構布局到電路方案設計,工農兵 601 型收音機都充分地發揮出晶體管的技術特點,很好地適應了當時中國廣大農村地區的需求。
圖 10 工農兵 601 型農村廣播網專用機電路圖。其揚聲器可通過旋轉式切換開關與一個小型輸入變壓器連接,在對講模式下作為話筒使用
在電子管技術時代,另一種音頻產品——錄音機,雖然已經存在,但一直因成本高、體積大等原因而難以推廣。當晶體管技術的成本降到足夠低,能夠在國內大規模推廣應用時,錄音機也開始出現在人們的日常生活中。
國產電子管錄音機的代表作是上海錄音器材廠在 20 世紀 60 年代出品的 L602A 型電子管臺式開盤磁帶錄音機(見圖 11)。L602A 采用了基于繼電器控制的輕觸按鍵電控技術,具有分立的錄音和放音磁頭,共使用 8 枚電子管,電子管等元器件雖然以相當緊湊的方式安裝布置(見圖 12)以盡量節省空間、減輕質量,但 L602A 整機質量依然超過了 30kg。
由上海錄音器材廠出品的 LY321 型晶體管便攜式開盤磁帶錄音機(見圖 13)就是晶體管技術效用的證明。參照圖中用于放置開盤磁帶的芯軸大小,能夠看出 LY321 比L602A 要小得多。采用晶體管和小型化的電容、電阻等元器件組成的錄放音電路、電機穩壓電源電路安裝在相互獨立的電路板上,錯落有致地布置在機箱內的不同區域(見圖 14)。至此,距離很多人童年記憶中熟悉的收錄機,就只差將收音機與錄音機這兩種產品結合到一起了。
圖 14 LY321 型晶體管開盤磁帶錄音機內部機件。由于采用模塊化印制電路板,這款機型的元器件集成度得到大幅提升
環球 701 型晶體管開盤磁帶收錄機(見圖 15)是一款早期的國產收錄機。盡管當時開盤磁帶在國內尚未普及,這款收錄機的外觀已經初步具備消費類電子產品的特征。將安裝有揚聲器和電平指示表的頂部塑料面板、遮住運行機件的金屬防護板取下后,即可看到環球 701 的機芯底座(見圖 16)。包括電動機與飛輪在內,驅動、控制磁帶運行的全套機件都安裝在這個底座上。在底座下方,電動機和電源變壓器等部件都布置在靠近機身后部的一小塊區域內,底座下方的其余空間則被收音及功放電路板、電池盒占據(見圖 17)。這款收錄機中的電機穩壓調速電路、電源電路、無變壓器功放電路等,全部采用分立晶體管組成的電路方案(見圖 18)。
圖 18 環球 701 型晶體管開盤磁帶收錄機電路圖。其功率放大級采用了當時較為先進的無變壓器電路
從 20 世紀 70 年代末開始,改革開放的春風為華夏大地帶來了新的生機與活力。中國開始引進當時科技發達國家的工業技術,建立合資企業生產全新的電子產品。HitachiHarbin TF-5854 型晶體管盒裝磁帶收錄機(見圖 19)就是這樣一款來自中外合資生產線的產品——這條生產線由哈爾濱電子儀器廠引進日立公司儀器設備和技術參考資料后設計建成。Hitachi-Harbin TF-5854 的銀灰色機箱具有科技時尚感,能夠給當時的民眾帶來耳目一新的感覺。
Hitachi-Harbin TF-5854 型晶體管盒裝磁帶收錄機內部機件(見圖 20)也使中國企業的技術設計人員獲得了加速學習和成長的機遇。很快,中國企業就能設計并生產出性能優良、功能與國外同類產品不相上下的收錄機。海鷗 L324 型調頻調幅立體聲雙卡收錄機(見圖 21)就是一款這樣的產品,該機型具有雙聲道和雙磁帶卡座,具有那時黑色機箱結合銀白色旋鈕、裝飾件的典型外觀。
圖 21 海鷗 L324 型調頻調幅立體聲雙卡收錄機。20 世紀 80 年代中期以后,中國企業已經能設計生產出功能較完善的雙卡座雙聲道收錄機。黑色機箱結合銀白色旋鈕、裝飾件的外觀,就是這一時期收錄機的典型形象
在改革開放的浪潮中,中國電子產業以前所未有的速度飛快地進步。在珠三角等改革開放前沿地區,一批全新的電子企業如雨后春筍般迅速發展。20 世紀 80 年代后期,深圳華強電子工業公司出品的華強牌HQ830 型組合音箱(見圖 22),展現出當時國產音箱產品的功能配置已經能夠達到國際一流水平。這款組合音箱結合了電唱機、收音機、錄音機等多項產品功能,具備完善的音調分段調節系統,運用了基于數字電路的輕觸按鍵電控技術。在這款組合音箱中,核心元器件已經從晶體管升級為用于功能調控的數字集成電路和用于音頻信號處理的模擬集成電路。
圖 22 深圳華強電子工業公司在 20 世紀 80 年代后期出品的華強牌 HQ830 型組合音箱,具備與同期國外高檔產品相當的功能配置
在新中國成立后不到半個世紀的時間里,中國電子產業就已經實現了從電子管到晶體管,再到集成電路的跨越進步。當音頻產品發展成熟、品種齊全、功能完善時,其他類型的電子產品正處于怎樣的階段,其中又有哪些產品為物質生活日益豐富的中國民眾帶來了新的期盼和欣喜呢?本系列的下一篇文章將介紹電子影像產品的發展歷程。
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