中國電子產(chǎn)品演進的歲月華章(2)
中華人民共和國成立至今已有75年。在這3/4世紀里,中國電子產(chǎn)業(yè)依次經(jīng)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(chǎn)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(chǎn)品、影像產(chǎn)品、遙控產(chǎn)品這3類不同的電子品為代表,縱覽中國電子產(chǎn)品技術(shù)演進的歲月華章。
影像產(chǎn)品的演進
20 世紀 50 年代中期,新中國全面實施第一個五年計劃,在短短幾年內(nèi)取得了舉世矚目的經(jīng)濟建設(shè)成就。作為當時電子產(chǎn)業(yè)的前沿陣地和一種富有吸引力的媒介,能夠遠程廣播傳送影像的電視技術(shù)得到了新中國技術(shù)人員的關(guān)注。1958 年 5 月 1 日,新中國第一個電視臺在北京進行了首次試播,播放內(nèi)容包括慶祝五一勞動節(jié)的座談會和歌舞表演等。這個電視臺就是后來我們熟悉的中央電視臺,不過由于當時技術(shù)和經(jīng)濟條件有限,其信號發(fā)送范圍僅限于半徑約 25km 的北京地區(qū),因此命名為北京電視臺。1958 年 9月 2 日,北京電視臺開始正式定期播出節(jié)目。1958 年 10月 1 日,上海電視臺開始試播。1959 年 7 月 1 日,天津電視臺開始試播。當時,電視機在中國還是相當罕見的進口電子產(chǎn)品。當北京電視臺開始播映時,北京市內(nèi)的電視機總數(shù)只有 50 臺;上海電視臺和天津電視臺開始試播時,這兩座城市的電視機也各只有 100 臺左右。
從 1958 年開始,新中國加快了研制和生產(chǎn)國產(chǎn)電視機的步伐。在隨后的兩三年里,天津、上海等地的不同企業(yè)研制了多種型號的電視機。正如第一個電視臺被命名為北京電視臺一樣,誕生在新中國的第一款電視機也叫作北京牌電視機,首批型號為 820 型,并在其電路設(shè)計基礎(chǔ)上衍生出大小不同的若干 820 系列型號產(chǎn)品,北京 820 型電子管電視機如圖 1 所示。
北京 820 型電視機的音量、音調(diào)調(diào)節(jié)旋鈕和對比度、亮度調(diào)節(jié)旋鈕布置在整機下方,采用了與同期普通電子管收音機相同的布局,并對一些使用較少、但必不可少的旋鈕進行了隱藏式設(shè)計(見圖 2)。這款電視機的內(nèi)部機件以相當緊湊的形式布置在機箱內(nèi)(見圖 3),這樣的設(shè)計方案奠定了此后 10 多年里國產(chǎn)電子管電視機的基本布局風格。作為一款設(shè)計于 20 世紀 50 年代后期的電子產(chǎn)品,北京 820 型電視機整機功耗約 130W,從高頻信號放大、混頻電路(見圖 4)到中頻放大電路、幀同步分立及幀掃描振蕩電路、幀掃描電路、同步分立及行掃描振蕩電路、行掃描電路(見圖 5)均采用電子管實現(xiàn)。其中,作為圖像顯示器件的 43ЛК3Б 型陰極射線管(CRT)顯像管是全機中最大的電子管,顯示屏大小為 34cm×25.5cm。
北京 820 型電視機能夠接收 5 個電視頻道和 3 個調(diào)頻音頻廣播波段,因此也可以算是一臺電視機與收音機結(jié)合的兩用組合機。當然,相對于當時普通民眾的消費能力,這樣一款電視機的價格相當高。因此,人們也嘗試研制出成本低的電視機,天津 821 型電視機(見圖 6)就是這方面嘗試的結(jié)果,這款電視機的外觀相當簡約,電路主體部分的元器件也改用垂直放置的機芯承載,以減少整體材料用量,降低成本。當然,降低成本效果最顯著的方式還是改進電路設(shè)計。通過在中放級、低放級電路中采用復式放大方案、在音頻通道中采用相位鑒頻電路等措施,以及充分應用 6U1 等復合電子管,天津 821 型僅用 11 枚電子管就實現(xiàn)了電視機和中波收音機兼顧的組合功能。天津牌 821 型電視機的電路如圖 7 所示,天津 821 型電視機的研制成功,向世人展示出新中國企業(yè)的技術(shù)人員積極克服困難條件,發(fā)揮主觀能動性進行技術(shù)創(chuàng)新的杰出能力,是新中國電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿Φ囊淮斡辛ψC明。
即使努力減少電子管用量,一臺電子管電視機內(nèi)也會有十多枚電子管,加上大量配套的電阻、電容、變壓器等,再加上體積龐大、工藝復雜的 CRT 顯像管,整機元器件成還是本居高不下。同時,將這么多元器件手工組裝到一起的裝配成本也很高。在剛剛開始工業(yè)化的中國,電視機的高昂價格使其成為一種對于大多數(shù)民眾來說遙不可及的高檔工業(yè)產(chǎn)品。
在 20 世紀 60 年代初至 20 世紀 70 年代中期,為數(shù)不多的電視機除了由企事業(yè)單位所有,主要分布在像文化館這樣的公共場所。那時,觀看電視節(jié)目的活動與到電影院看電影類似,當民眾想看電視時,就到文化館購票入場觀看。在擁有電視臺,能播映電視節(jié)目的北京、上海、天津、廣州等城市,各區(qū)縣的文化館、文化站等公共文化場所大多購置了電視機,按電視臺播映節(jié)目的時間對觀眾開放。在各文化館內(nèi)一次觀看電視的觀眾人數(shù),少則五六十人,多則二三百人。作為對比,電影院中的電影顯示設(shè)備可視面積比電視機要大很多,觀看效果也會更好。到文化館看電視的觀眾如果坐在離電視機比較遠的位置,就不容易看清影像。但是,到文化館看電視的票價通常是 3~5 分,比去電影院看電影的 1~2 角票價要便宜不少。因此,文化館內(nèi)的電視機就相當于采用現(xiàn)代化電子技術(shù)為民眾提供了一種成本更加低的觀影渠道,受到廣大民眾的歡迎。
在這樣的時代背景下,早期國產(chǎn)電視機的外觀設(shè)計往往會留下精益求精的特征。例如,在 20 世紀 60 年代前期,在開始量產(chǎn)的北京 823 型電視機上,就添加了富有民族特色的外觀設(shè)計裝飾元素,以一對翩翩起舞的仙女簇擁著有天安門圖案的“北京”標牌。同一時期的上海 104 型電視機外觀設(shè)計也十分精致(見圖 8)。上海牌 104 系列電視機由國營上海廣播器材廠推出,是 20 世紀 60 年代至 20 世紀 70 年代在中國銷量最多的電視機,廣受用戶歡迎。上海104 及 104-1 型電視機能接收的電視頻道數(shù)量與北京 820型相同,接收靈敏度、圖像清晰度等性能指標都有所改善。其整機電路設(shè)計已經(jīng)相當成熟,基本能達到與同期世界上科技先進國家生產(chǎn)的黑白電視機的水平。
圖 8 20 世紀 60 年代,采用電子管為主要元器件的北京牌、上海牌電視機在中國均已實現(xiàn)量產(chǎn)(原載于《無線電》1964 年第 10 期)
中國的電視機設(shè)計生產(chǎn)克服重重困難不斷向前推進,終于在晶體管技術(shù)發(fā)展成熟的 20 世紀 70 年代迎來了新的希望。20 世紀 70 年代中期,國家有關(guān)部門統(tǒng)籌組織了北京、上海、天津、江蘇等省市的電子產(chǎn)業(yè)相關(guān)企事業(yè)單位,進行黑白電視機的聯(lián)合設(shè)計,以標準化、系列化、通用化的指導思想,立足于國內(nèi)成熟技術(shù),從當時國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈已有的元器件中優(yōu)選或改進,匯集成聯(lián)合設(shè)計電視機電路使用的標準系列元器件。
電視機聯(lián)合設(shè)計的效果立竿見影。到 1976 年下半年,已有顯示屏規(guī)格(對角線長度)為 23cm、40cm、47cm等 7 種聯(lián)合設(shè)計晶體管電視機(見圖 9)出現(xiàn)在人們的視野中。其中 23cm 規(guī)格電視機和 40cm 規(guī)格電視機各有一套標準化的整機電路方案。47cm 規(guī)格電視機的電路方案則和 40cm 規(guī)格電視機基本相同,只需要更改 1 個電容,生產(chǎn)企業(yè)就能夠?qū)⒄麢C電路與相應規(guī)格的 CRT 顯像管相匹配。在當時中國的產(chǎn)業(yè)環(huán)境中,多單位聯(lián)合設(shè)計電視機的做法雖然不利于各企業(yè)自主培養(yǎng)獨立研發(fā)能力,但在這一行動中產(chǎn)生的標準化系列電視機設(shè)計方案,為 20 世紀 70 年代后期國產(chǎn)黑白電視機的快速普及創(chuàng)造了有利條件。一方面,聯(lián)合設(shè)計所得的成果在全國公開,電路所用元器件也相對容易獲取,在當時中國的電視行業(yè)內(nèi)起到了技術(shù)交流和推廣的作用;另一方面,當時國內(nèi)已有一定數(shù)量的科技制作愛好者群體,他們的工資收入雖然有限,但具備足夠的時間和技術(shù)能力,用 100 元就能從電子市場上購買到相關(guān)的元器件,組裝出自己的電視機。
上海無線電十八廠推出的飛躍牌 9D3 型黑白電視機就是這些聯(lián)合設(shè)計電視機中廣受好評的一款。其外觀樸實無華,內(nèi)部元器件布局也遵循了聯(lián)合設(shè)計方案中通用化、便于量產(chǎn)組裝的原則(見圖 10)。得益于聯(lián)合設(shè)計方案中對元器件標準化的充分考慮,這款機型采用的所有元器件都能夠在當時國內(nèi)各大城市的電子市場上找到。飛躍牌 9D3 型的電路(見圖 11)及印制電路板、主要元器件參數(shù)表都得到了詳細介紹,很多愛好者都曾按照相關(guān)文章的指導,自己購買元器件裝配出黑白電視機,和親朋好友一起坐在自己組裝的電視機前觀看節(jié)目,享受那份特有的充實而愉悅的成就感。
推出國內(nèi)首批量產(chǎn)電子管電視機的國營天津無線電廠也參與了晶體管電視機的聯(lián)合設(shè)計。由該廠推出的北京840-1 型電視機是一款具有 CRT 顯像管的產(chǎn)品,顯示屏規(guī)格達到 47cm(見圖 12)。不過,該機型的內(nèi)部元器件布局和電路(見圖 13)都保持了聯(lián)合設(shè)計方案的標準化特色,使其具備大規(guī)模量產(chǎn)普及的良好基礎(chǔ)。在 20 世紀 70 年代中后期,上海、北京等城市的無線電領(lǐng)頭企業(yè)在相關(guān)部門領(lǐng)導下聯(lián)合設(shè)計晶體管黑白電視機的行動,為推動電視機在中國的普及作出了重要的貢獻。
1978 年,改革開放給新中國帶來了全新生機,也為更多有創(chuàng)新進取精神的企業(yè)脫穎而出創(chuàng)造了條件。北京東風電視機廠是一家因為向電視產(chǎn)業(yè)成功轉(zhuǎn)型,并在 20 世紀 70 年代開始脫穎而出的頗有代表性的典型地方企業(yè)。該廠由幾個從事包裝、印刷的街道工廠組建而成,在 1970 年首次研制出昆侖 J201 型電視收音兩用機,并在接下來的歲月里把握住了國內(nèi)電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機遇,成功實現(xiàn)轉(zhuǎn)型,到 20 世紀80 年代已成長為國內(nèi)著名的電視企業(yè)之一。
作為已經(jīng)成功轉(zhuǎn)型的企業(yè),北京東風電視機廠在電視機普及的熱潮中也沒有缺席。20 世紀 70 年代后期,北京東風電視機廠率先研發(fā)出采用集成電路為主要元器件的昆侖牌 B314 型黑白電視機(見圖 14)。在這款電視機的電路中,偏轉(zhuǎn)線圈、行輸出變壓器、電源變壓器等均采用了聯(lián)合設(shè)計電視機行動所得的標準件,北京東風電視機廠將它們與當時已經(jīng)技術(shù)成熟的黑白電視機用集成電路結(jié)合,制作了一款性能優(yōu)良的產(chǎn)品(見圖 15)。不僅能實現(xiàn)元器件更高密度和更高可靠性的布置,也為電子產(chǎn)品的自動化流水線生產(chǎn)裝配鋪平了道路。
到 1982 年年底,中國的電視機擁有量達到了 2761 萬臺,全國 57.3% 的人口能夠收看到至少一套電視節(jié)目。電視機不再是一種罕見的產(chǎn)品,逐漸從大城市向中小城市、農(nóng)村普及。1985 年,全國農(nóng)村每百戶擁有電視數(shù)量達到近 12臺,并且保持著令人鼓舞的增長趨勢。這意味著電視產(chǎn)業(yè)與中國大部分民眾的生活更密切地結(jié)合起來。對于 20 世紀80 年代中后期的中國民眾,電視機再也不是一種高高在上的奢侈品,而是和日常的信息接收、家庭娛樂聯(lián)系到一起,成為現(xiàn)代科技生活的一部分。1986 年發(fā)布的《電子工業(yè)部通信廣播電視工業(yè)管理局公告》中,列出了國內(nèi)電視產(chǎn)業(yè)欣欣向榮的 58 家企業(yè)品牌(見圖 16)。擰動電視機前部面板側(cè)上方的頻道旋鈕,在不同電視頻道觀看新聞、連續(xù)劇、娛樂晚會等節(jié)目,為很多人帶來了印象鮮明的童年回憶。20世紀 80 年代中后期,中國生產(chǎn)的黑白電視機已經(jīng)與國外生產(chǎn)的同類產(chǎn)品具有基本相同的外觀布局和實用功能(見圖 17)。
圖 16 1985 年《電子工業(yè)部通信廣播電視工業(yè)管理局公告》中公布列入電子工業(yè)部生產(chǎn)計劃的 58 家電視機生產(chǎn)企業(yè)品牌(原載于《無線電》1986 年第 1 期)
圖像顯示模式從黑白單色到彩色的發(fā)展,也是電子影像技術(shù)發(fā)展的重要進步之一。在模擬電子技術(shù)時代,彩色電視技術(shù)的實現(xiàn)意味著一套依靠復雜電路實現(xiàn)的信號編碼和解碼方案,也就是彩色信號的傳輸模式。20 世紀 70 年代初,中國在考察了西方國家彩色電視制式的現(xiàn)狀后,立足國情,綜合權(quán)衡,決定采用 PAL 彩色信號傳輸模式作為中國的彩色電視制式。1973 年 5 月 1 日,北京地區(qū)以 PAL 制彩色電視信號開始了試驗播映;8 月 1 日,上海電視臺也啟動了彩色電視信號的播映。到 20 世紀 70 年代中期,北京等大城市的民眾已經(jīng)能夠觀看彩色電視節(jié)目(見圖 18)。20 世紀 70 年代中期,中國的彩色電視機數(shù)量依然很少。截至 1975 年年底,在全國的 46.3 萬臺電視機中,國產(chǎn)彩色電視機只有 0.4 萬臺。不過,此時中國電子行業(yè)的技術(shù)人員已經(jīng)做好了迎接彩色電視技術(shù)的準備。1976 年年底,中央電視臺(當時仍稱為北京電視臺)的彩色電視節(jié)目已經(jīng)能通過遠程網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絿鴥?nèi)大部分省會和直轄市,實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)播。改革開放以后,中國企業(yè)通過引進吸收國外先進技術(shù),快速地建立起新式彩色顯像管、彩色電視信號處理集成電路等生產(chǎn)線(見圖 19),為 20 世紀 80 年代中后期國產(chǎn)彩色電視機的快速增產(chǎn)普及提供了良好基礎(chǔ)。在這段時間里,不僅有像南京無線電廠這樣曾經(jīng)在業(yè)內(nèi)享譽多年的著名企業(yè)生產(chǎn)出質(zhì)量優(yōu)良、功能齊全、性能良好的彩色電視機(見圖 20),也有像上海電視一廠這樣由生產(chǎn)金星牌鋼筆開始,在 1970 年開始試制電視機,并在 1978 年的改革春風中全面轉(zhuǎn)產(chǎn)專業(yè)制造電視機的企業(yè)。1980 年,上海電視一廠從日本引進年產(chǎn) 20 萬臺規(guī)模的彩色電視機流水生產(chǎn)線,由該廠制造的金星牌彩色電視機自推出后在國內(nèi)廣受歡迎(見圖 21)。隨著越來越多的企業(yè)加入生產(chǎn)電視機的行列,中國的彩色電視機產(chǎn)量在 20 世紀 80 年代快速增加。到 20世紀 80 年代末,彩色電視機供給不足的局面已經(jīng)基本緩解,國內(nèi)各大百貨商場的柜臺上可以見到各種品牌和型號的彩色電視機。1990 年,當膾炙人口的亞運宣傳歌曲《亞洲雄風》在全國的大街小巷響起后,很多人都在彩色電視機上觀看了中國第一次舉辦的大規(guī)模國際性體育盛會——第 11 屆亞運會開幕式的現(xiàn)場直播。
產(chǎn)量充分提升后,到 20 世紀 90 年代,數(shù)字集成電路的廣泛應用使彩色電視機變得更加物美價廉、功能多樣、操作便捷,中國電視機產(chǎn)業(yè)進入了以質(zhì)量和功能取得消費者青睞的新階段。采用微處理器控制的電視頻道自動選擇、存儲和圖像顯示效果遙控調(diào)節(jié),已經(jīng)成為 20 世紀 90 年代的新型電視機所必備的常規(guī)操作。中國的電視機研制開發(fā),得益于 20 世紀 90 年代更加深化的改革開放浪潮和進一步提升優(yōu)化的科技水平,在 20 世紀末登上了新的高度。新型寬幅直角 CRT 顯像管能夠讓電視機的觀看體驗比以前更上一層樓(見圖 22)。輕便易用的液晶顯示屏、OLED 顯示屏等技術(shù)在 21 世紀的普及應用,以及顯示屏和觸控技術(shù)的結(jié)合,則讓 21 世紀的大眾化影像產(chǎn)品以全新形貌出現(xiàn)在我們眼前,這就是我們當今日常生活中熟悉的智能手機。這是很多讀者都曾在近 20 年內(nèi)親身感受和體驗過,留下鮮明記憶的經(jīng)歷。
眾所周知,視覺是人類獲取信息的主要渠道。能夠顯示影像的電子產(chǎn)品的發(fā)展,將更加廣闊的世界景象展現(xiàn)在人們眼前,極大地豐富了人們的日常生活。還有怎樣的電子產(chǎn)品,在技術(shù)從電子管發(fā)展到晶體管,再發(fā)展到集成電路的過程中實現(xiàn)了飛躍提升,為日常生活帶來全新體驗呢?本系列的最后一篇文章將會為大家回答這個問題。
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