中國電子產品演進的歲月華章（3）

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。

遙控產品的演進

無線電技術誕生之初，由于其不需要線纜就可以傳播的特點，人們順其自然地想到了采用無線電對飛機、輪船、車輛等交通工具進行遠程控制，也就是無線電遙控。1955 年 3 月，剛創刊不久的《無線電》就將無線電遙控器操縱飛機模型的畫面展現在讀者面前（見圖 1），并刊登《看不見的指揮員——無線電操縱》一文，對無線電遙控的基本原理進行了圖文并茂的科普介紹。

那時，無線電信號的發射和接收都需要通過以電子管為核心元器件的電路實現。電子管及其周邊元器件都需要較大的空間才能安裝，電子管工作時的功耗較大，需要配置大體積、大容量的電池，因此相關設備的體積和質量往往非常大。為解決這些問題，人們采取了許多措施，例如采用低電壓供電的小功耗微型電子管、選用超再生電路組成遙控模型上的接收機，以盡量減少電子管等元器件的使用數量。新中國成立 10 周年之際，全國范圍的無線電遙控航空模型競賽得到各地參賽人員的熱烈響應。在這類競賽中，由 2 枚2П2П 和 1 枚 1Б2П 低功耗電子管組成的 3 燈超再生式遙控接收機（見圖 2）展現出了良好的性能。其遙控信號頻 率位于 28~29.7MHz，遙控距離可達 1km。

到 1961 年，用于無線電遙控的設備已經具備了布局更加專業化的操作面板和能夠拿在手中、使用更加方便的控制盒（見圖 3）。在全國范圍內也舉行了種類更豐富、更貼近工農業生產實用需求的無線電操縱航空 / 艦船模型競賽會（見圖 4）。此時，無線電遙控設備的功能復雜度也有一定提升，能夠分別控制左轉、右轉、爬升、俯沖、加速、減速等 6 種動作，為遙控人員帶來更方便的操作體驗。其中，發射機共用 3 枚 2П2П 電子管，1 枚 2П2П 用于音頻振蕩，2 枚 2П2П 組成推挽式高頻振蕩發射電路（見圖5）。在其音頻振蕩電路中，有 6 個相同規格的 100kΩ 電位器，將電位器調節到不同的阻值接入振蕩電路后，就能夠 得到 200~500Hz 不等的音頻信號，然后將其以調幅形式調制到高頻信號上發射出去。 與之相應的是同樣具有 3 枚電子管的 6 通道接收機，其中 1 枚 2П2П 用于超再生檢波電路，1 枚 1K2П 用于電壓放大電路，1 枚 2П2П 用于功率放大電路（見圖 6）。 在接收機內，實現通道選擇功能的是諧振繼電器，其中具有 6 根長度依次增加、諧振頻率從200~500Hz 不等的諧振簧片，能夠與接收到的信號檢波放大所得的 200~500Hz 音頻信號產生諧振，從而控制相應的中間繼電器線圈接通，實現遙控操縱。

20 世紀 50 年代末到 20 世紀 60 年代初的電子技術得到了快速發展，這一時期的無線電遙控設備也在持續且迅速地進步。2 路 8 通道模型遙控發射機和接收機在 20 世紀60 年代前期登場時，立即吸引了無線電愛好者和遙控操作人員的注意力，受到了普遍的歡迎和重視。

這種新型遙控設備的優點在于：首先，2 路 8 通道意味著其發射機的 8 個遙控信號通道共分成 2 組，可以從每組中各選 1 個通道的信號同時發出（見圖 7），從而實現更復雜的遙控操縱功能，例如讓遙控飛機在加速的同時實現爬升，或者在右轉的同時進行俯沖。此前，單路遙控發射機的所有動作操縱都只能按先后順序一個接一個地實現，這樣會導致遙控飛機的動作比較刻板僵硬。采用 2 路 8 通道遙控設備以后，遙控模型飛機的飛行就能更加靈活機動。其次，在 2 路 8 通道模型遙控接收機電路中（見圖 8），不僅使用性能優異的微型電子管 95108 實現超再生檢波，還將晶體管 П6Г 和 П6B 應用在后續的電壓放大電路和功率放大電路中。這樣不僅充分降低了遙控接收機的耗電功率，而且還將接收機的體積縮小到以前采用普通小型電子管時望塵莫及的程度。從 2 路 8 通道模型遙控接收機的元器件布置中可以看到：微型電子管的體積和晶體管的體積差異并不大，在接收機的全部電路元器件中，占據了較大空間的唯一元器件僅有具備 8 根諧振簧片的諧振繼電器（見圖 9）。電子技術的進步，不僅提高了遙控操作的靈活度，而且減輕了遙控模型飛機的負重，為模型飛機飛得更高、更遠、更靈活提供了有力支持。

20 世紀 60 年代中期的無線電遙控技術更上一層樓，到 1964 年，發射機、接收機均采用晶體管實現的無線電遙控設備已經出現在人們的視野中（見圖 10）。在全晶體管遙控設備中，28~29.7MHz 的高頻信號的發射和接收，是用 ZK317、ZK308 這些當時國內還相當少見的高頻晶體管實現的，如發射機中采用 1 枚 ZK317 構成共基極自感式振蕩電路，接收機中采用 ZK308 實現超再生檢波。發射機的全部元器件及其電源可以安裝到一個大小為120mm×80mm×60mm 的小盒內，總質量約 0.6kg，與上一代采用電子管的發射機相比，在使用便捷度方面有明顯改善。接收機的大小和質量更小、更輕，在 4.5V 供電電源外置的情況下，其機盒大小僅有 44mm×32mm×18mm，質量約 0.03kg。初出茅廬不久的晶體管技術在質量、體積、耗電量等指標上，很快就取得了電子管技術無可比擬的優勢。不過，當時采用分立元器件實現遙控的模型尚不具備自動穩定調節航向、航速的功能，遙控人員需要具備相當快的反應速度和敏捷的協調動作能力。因此，遙控航空、航海模型作為一種對專業技能有很高要求的運動，被采納為全國運動會的參賽項目（見圖 11）。

從 20 世紀 60 年代中期到 20 世紀 70 年代中后期的十多年，是電子技術突飛猛進的時期。在這段時間里，中國的晶體管技術已經發展到產量充足、質量穩定的狀態，技術人員構建出了原理更復雜、功能更強大的電路。在 20 世紀70 年代末，一種全新的，能夠對遙控模型實現更精確操縱的遙控方案，已經開始出現在人們的視野中，這就是比例控制。采用比例控制方案后，遙控模型上被調節的參數，如舵機的角度、油門的開度等，能夠跟隨遙控操作人員的旋鈕或撥桿動作幅度實現連續可調的變化，從而充分降低了遙控操作模型的技能難度。當然，實現比例控制的前提是遙控設備的內部電路方案變得更加復雜。在單通道遙控設備的發射機（見圖 12）中，需要增加可變音頻振蕩電路；在接收機中，則需要采用分頻放大形式，將檢波放大后得到的音頻信號拆分成高頻部分和低頻部分，隨后以其中較強的一方作為控制舵機向相應方向運動的指揮信號。在多通道比例無線電遙控設備中，信號的產生和接收更加復雜（見圖 13），在發射機中需要用多諧振蕩電路和多個延時脈沖發生電路組成編碼模塊，再用開關電路將同步脈沖信號和 4 個通道的遙控脈沖信號一起調制到射頻信號，對外發射；在接收機中，經過各級模擬電路放大和檢波后，再分理出各通道的遙控脈沖信號和同步脈沖信號，在譯碼電路中分理處各通道的遙控指令，發送到各舵機的控制電路。

20 世紀 80 年代初，中國的電子愛好者已經能夠遵循科普文章的指導，使用分立晶體管元器件自制比例控制模式的遙控發射機（見圖 14）。這套遙控設備能夠在 1km 的遙控范圍內實現比例控制。為了方便使用者確認信號發送狀態，在遙控發射機上還配置了用于顯示發射信號強度的指示表。受限于當時的元器件配套狀態，這款遙控發射機的比例控制操作尚未使用后來為人們所熟知的撥桿，而是采用旋鈕轉動電位器的模式。盡管這種操作模式沒有撥桿方便，但與過去幾十年里只能采用通斷控制模式遙控的狀態相比，已有明顯進步。安裝在遙控航空模型上的比例遙控接收機將簡單的超再生式電路、音頻電壓放大器、選頻放大器和電子開關電路結合在一起，所有晶體管、電阻、電容和電感都安裝在同一塊印制電路板上（見圖 15），晶體管技術集約化、輕量化的特點一目了然。

與此同時，技術成熟后的晶體管易于低成本大批量生產的特點，也推動了無線電遙控設備的進一步普及。采用晶體管制成簡單的單通道發射機和接收機，再與合適的機電裝置配合，就能制造出一臺類似于遙控小車的手工制作機器人模型（見圖 16），為那時的青少年打開電子科技新世界的大門。改革開放后，越來越多的人從類似于無線電遙控模型這樣的新穎產品中體會到“科學技術是第一生產力”的強大信念，學習掌握電子信息技術相關知識并投身于波瀾壯闊的現代化工業浪潮中，用智慧創造出新的財富。在 20 世紀的最后 10 年里，數字電路技術已經充分發展成熟。采用編碼器、譯碼器等數字集成電路（見圖 17）組成的數字比例遙控電路展現出比以往模擬電路更強的抗干擾性能、更高的控制調節精度和更多的通道數量。在遙控發射機中，首先采用數字編碼器將輸入信號翻譯成以高低電平表示的編碼信號，然后調制到射頻信號中發射即可（見圖 18）。數字比例遙控接收機的電路復雜一些（見圖 19），采用計數器、觸發器等輔助邏輯電路與譯碼器結合，將接收到的信號轉化成與控制需求相符的步進電機驅動指令，使舵機等設備按照需求運轉。

20 世紀 90 年代中期，改革開放為更多民眾帶來了更加豐富的物質生活，遙控飛機、船舶、車輛模型作為啟發智力的科技玩具，也越來越多地出現在青少年身邊。此時的無線電遙控發射機在數字遙控指令生成和模擬射頻信號發送的整體技術方案上已經相當成熟可靠（見圖 20），同時也采用了方便易用的操縱撥桿，使遙控操作人員能夠便捷地控制模型的運動狀態。

圖 20 20 世紀 90 年代中期的航模遙控發射機電路，體現出數字集成電路與分立式晶體管模擬電路結合后的狀態（原載于《無線電》1996 年第 9 期）

對于一般的遙控模型操作人員而言，數字電子技術的進步，不僅提升了以往采用模擬電子技術時的遙控性能指標，而且增加了以前未曾有過的全新體驗。在微型處理器和相應傳感器、信號處理電路相結合的基礎上，遙控模型的運行能夠具備自動反饋調節功能：用戶只需要將初始的航向、速度等參數調節好，遙控模型就能在后續運行過程中自動保持這樣的狀態。20 世紀 90年代后期出現的自動循跡遙控車（見圖 21），就是遙控模型具備自動遵循運動軌跡的典型實例。這款遙控小車采用 2 對光電管和小燈泡作為控制前進方向的傳感器，能夠在深色地面上追隨白色軌跡線的導向實現循跡行駛。采用當時已充分成熟且成本低廉的數字電路遙控發射機和接收機，就能以更高的指令優先級控制這款小車執行前進后退或左右轉彎的動作。在此后的 20 多年里，能夠被遙控的自動循跡小車一直都是電子科普制作領域的明星，因為它以最直觀的方式展現出負反饋電路對于保持系統運行穩定性的效果。

時光荏苒，在 21 世紀的前 20 年里，中國已經一躍成為世界第一工業大國，并向世界第一工業強國穩步邁進。在電子元器件全產業鏈的強力支持下，中國科技企業已經能夠站在電子消費產品的時代潮流前沿陣地上，以全新的無線電遙控產品讓人民的日常生活更豐富精彩。遙控航拍多旋翼飛行器（見圖 22）就是這類產品的典型代表。采用基于微處理器的飛行控制系統，只需進行簡單操作，就能自動實現起飛和降落、固定高度和方位懸停、以特定軌跡和航速飛行、主動探測避障等飛行動作或功能。在自動飛行控制系統出現以前，這些操作往往都需要操作人員投入大量精力進行學習和訓練，像主動探測避障這樣的功能更無從實現。以現代電子信息技術為基礎，在一塊集成電路上集成了億萬個晶體管后，依靠高度智能化的微型芯片和傳感器讓普通人也能得心應手地實現遙控飛行航拍——超越以往想象的新一代科技產品，將更加壯闊絢麗的時代風景一覽無余地展現在人民大眾眼前。

在中國共產黨高瞻遠矚的領導下，中國電子產業的技術設計人員和生產人員開拓進取、勤勞奮斗，在電子管、晶體管、集成電路這 3 段技術時期，在音頻產品、影像產品、遙控產品等領域都先后取得了卓越的成就，為全國各族人民提供了追求幸福美好生活的豐富物質基礎。在這 3/4 世紀的歲月里，誕生過許許多多讓一代又一代人念念不忘的著名品牌，出現過各式各樣令一代又一代人歷歷在目的電子產品。很多出生在 20 世紀 50 年代至 20 世紀 70 年代的老一輩都對家里第一臺收音機或電視機帶來的欣喜記憶猶新，很多出生在世紀之交前后 10 年的新一代，也都感受過遙控航拍飛行器給日常出游和遠程旅行帶來的自由體驗。

中國電子產業在這 75 年以來的發展，只是中華民族走向偉大復興這一波瀾壯闊的歷史進程的部分縮影。在未來的歲月里，以中國人民的智慧和勤勞為基礎，中華民族偉大復興的宏偉目標，必將最終實現；以中國人民開拓進取的奮斗精神為依托，更幸福、更美好、更豐富多彩的科技生活，必將成為現實。