中国电子产品演进的岁月华章(1)

中华人民共和国成立至今已有75年。在这314世纪里,中国电子产业依次经历了以电子管、晶体管、集成电路这3代电子元器件为代表的不同阶段,留下了众多具有代表性的电子产品。值此中华人民共和国成立75周年之际,就让我们以音频产品、影像产品、遥控产品这3类不同的电子品为代表,纵览中国电子产品技术演进的岁月华章。

音频产品的演进

采用电子管元器件组成振荡与放大电路,将频率较高的无线电信号作为载波,将频率较低的音频信号广播发送到更大范围,再采用电子管元器件接收并放大接收到的信号,从中提取出音频信号,就带来了电子产品在人类历史上的首次大规模普及的应用——收音机。新中国成立后,党和国家领导人注意到广播事业在政策宣传、新闻传播、文化教育等领域具备的潜力,积极鼓励和推进人民广播事业的发展。20 世纪 50 年代中期,第一代国产新型电子管已经开始在国产收音机上普及应用,取代了体积更大的旧式电子管,成为推动新一代国产收音机崛起的核心元器件。

上海市电讯电器公司开利无线电机厂出品的电子 591A型收音机(见图 1),就是一款采用 6A2、6K4、6N2、6P1、6Z4等国产新型电子管的收音机。不过,其内部机件(见图 2)布局依然显露出早期机型设计的经验不足,例如电源变压器占据较多空间,导致其他元器件布置局促,扬声器纸盆也有一部分被玻璃刻度盘遮住,导致播放质量受到影响。

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20 世纪 50 年代中后期,中国经济建设的第一个五年计划(1953—1957)取得了令人瞩目的成就。中国电子产业在这段时间里也发展到前所未有的新高度。新中国成立10 周年前夕,在武汉、南京、上海等长江经济带沿线重要城市设立的电子科技企业已经能设计、制造出性能相当优秀的高档机型。从 20 世纪 50 年代末到 20 世纪 60 年代初,由汉口无线电厂出品的东方红系列(包括东方红 81Y、东方红 802Y、东方红 803 等)收音机就是其中细分型号最多、造型和配置最丰富的产品。

其中,东方红 802Y 型收音机(见图 3)配置有能够明显提升中波信号接收效果的可旋转磁性天线、高低音调分段调节及指示窗口等,能够充分改善使用体验。从东方红802Y 的机芯设计(见图 4)中能充分看出技术人员设计思维的进步。东方红 802Y 机芯前部采用了大面积且功能多元化的背光板,音调调节指示的滑轮、调谐旋钮轴、音量电位器,甚至部分滤波电容等都安装在这块背光板上。电源变压器和输出变压器等较大较重的元器件都安装在较低的地方,改善了整机的稳定性。在惜管如金的电子管技术时期,东方红 802Y 的设计人员豪爽大气地为这款机型选择了共 8枚不同型号和功能的电子管(见图 5)以实现整机功能,使东方红 802Y 成为国产机型中性能最卓越的高端机型。

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图 5 东方红 802Y 型收音机电路图

在欧美科技发达国家,电子管收音机这类产品在技术和性能上的巅峰时期出现在 20 世纪 50 年代末 60 年代初。满怀着热血激情的新中国电子产业工作者们不甘落后,积极进取,在 20 世纪 60 年代前期,也将中国的电子管收音机推进到性能优秀、功能完善、造型美观的全面巅峰时代。上海无线电二厂推出的飞乐 268、飞乐 265-8、飞乐 272 系列机型(见图 6)就是这一时期的代表作。

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上述各款飞乐机型在外观风格和内部技术上都各有特色,呈现出多元化的创新思维和设计理念。从内部机件能清晰地看到这 3 款机型各自的特点(见图 7)。

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飞乐 265 系列曾经在 1964 年第 4 届全国收音机评比会中获得一等奖和质量奖,在电路设计、元器件布局和生产制造工艺方面都比同期的中档机型有所改进。飞乐 265-8是飞乐 265 系列中唯一配置双扬声器的款式,其高音扬声器由电容分频,能更好地发挥出高音效果。

飞乐 268 是中国仅有的一款成功量产印制电路板的电子管收音机,曾改名为红灯 268 型。飞乐 268 型具有由 3个按键和 1 个旋钮组成的音调调节系统,机箱上安装扬声器处有反射谐振腔,具有良好的音色。

飞乐 272 是国产电子管收音机中唯一在 20 世纪 60 年代设计并投入量产、占据高端机型榜首 10 余年的高档机型。这款机型具有完善的中波磁性天线方向调节、短波频率微调及指示功能。由 4 个按键和 2 个旋钮组成的音调及音色调节系统效果卓越,收音性能良好,音色优美动听。

截至 20 世纪 60 年代中期,一种全新电子技术的时代已经到来。晶体管凭借功耗少、体积小、成本低等技术特点,开始在收音机等电子产品中崭露头角。对于当时的中国而言,晶体管收音机只需要用几节一次性电池即可供电,为广大农村地区推广普及收音机创造了得天独厚的条件,当时农村人口在总人口中所占比例很高,并且很多人口居住分散的村镇并未接通电网。因此,晶体管技术的普及应用就意味着大多数中国民众从此能用得上、用得起收音机,这在之前的电子管技术时代曾经难以想象。

20 世纪 60 年代后期,上海无线电二厂推出的工农兵601 型农村广播网专用机(见图 8),就是晶体管技术在华夏大地上快速普及应用的典型。其刻度盘背光板上印刷有农村广阔天地的风景,刻度盘上也写“努力办好广播,为全中国人民和全世界人民服务”这一理念。工农兵 601 的总体技术方案是在 1967 年上海召开的“面向工农兵收音机联合设计方案讨论会”上确定的,对这款机型提出了“成本低廉、结构简单、使用方便、维修方便、灵敏度高、输出功率大并可作有线广播使用”的要求。

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在工农兵 601 的电路设计方案中,为了改善当时中国农村通信设施缺乏的局面,增加了“对讲”功能,这是一项针对农村地区应用需求因地制宜的设计。工农兵 601 直径为 100mm 的扬声器安装在机箱侧面可以被水平旋出的支架上。在使用多台工农兵 601 搭配的情形下,每台都可以被当作有线对讲机使用。即使没有话筒,使用者也可以将左侧的扬声器拉出并对着它讲话,在工农兵 601 的功能被切换到对讲状态时,扬声器就相当于一个动圈式话筒,将接收到的语音转化成电信号,经过阻抗变换后,由本机低放与功放电路放大(见图 9),再发送到有线广播线路上传递给其他工农兵 601。

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至于工农兵 601 可以连接的输出扬声器种类,也有两种选择。既有连接 8~16Ω 低阻扬声器的端口,也有将多个高阻抗压电式或舌簧式扬声器,并联成 200~300Ω 阻抗负载后接入的端口(见图 10)。从整机结构布局到电路方案设计,工农兵 601 型收音机都充分地发挥出晶体管的技术特点,很好地适应了当时中国广大农村地区的需求。

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图 10 工农兵 601 型农村广播网专用机电路图。其扬声器可通过旋转式切换开关与一个小型输入变压器连接,在对讲模式下作为话筒使用

在电子管技术时代,另一种音频产品——录音机,虽然已经存在,但一直因成本高、体积大等原因而难以推广。当晶体管技术的成本降到足够低,能够在国内大规模推广应用时,录音机也开始出现在人们的日常生活中。

国产电子管录音机的代表作是上海录音器材厂在 20 世纪 60 年代出品的 L602A 型电子管台式开盘磁带录音机(见图 11)。L602A 采用了基于继电器控制的轻触按键电控技术,具有分立的录音和放音磁头,共使用 8 枚电子管,电子管等元器件虽然以相当紧凑的方式安装布置(见图 12)以尽量节省空间、减轻质量,但 L602A 整机质量依然超过了 30kg。

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由上海录音器材厂出品的 LY321 型晶体管便携式开盘磁带录音机(见图 13)就是晶体管技术效用的证明。参照图中用于放置开盘磁带的芯轴大小,能够看出 LY321 比L602A 要小得多。采用晶体管和小型化的电容、电阻等元器件组成的录放音电路、电机稳压电源电路安装在相互独立的电路板上,错落有致地布置在机箱内的不同区域(见图 14)。至此,距离很多人童年记忆中熟悉的收录机,就只差将收音机与录音机这两种产品结合到一起了。

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图 14 LY321 型晶体管开盘磁带录音机内部机件。由于采用模块化印制电路板,这款机型的元器件集成度得到大幅提升

环球 701 型晶体管开盘磁带收录机(见图 15)是一款早期的国产收录机。尽管当时开盘磁带在国内尚未普及,这款收录机的外观已经初步具备消费类电子产品的特征。将安装有扬声器和电平指示表的顶部塑料面板、遮住运行机件的金属防护板取下后,即可看到环球 701 的机芯底座(见图 16)。包括电动机与飞轮在内,驱动、控制磁带运行的全套机件都安装在这个底座上。在底座下方,电动机和电源变压器等部件都布置在靠近机身后部的一小块区域内,底座下方的其余空间则被收音及功放电路板、电池盒占据(见图 17)。这款收录机中的电机稳压调速电路、电源电路、无变压器功放电路等,全部采用分立晶体管组成的电路方案(见图 18)。

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图 18 环球 701 型晶体管开盘磁带收录机电路图。其功率放大级采用了当时较为先进的无变压器电路

从 20 世纪 70 年代末开始,改革开放的春风为华夏大地带来了新的生机与活力。中国开始引进当时科技发达国家的工业技术,建立合资企业生产全新的电子产品。HitachiHarbin TF-5854 型晶体管盒装磁带收录机(见图 19)就是这样一款来自中外合资生产线的产品——这条生产线由哈尔滨电子仪器厂引进日立公司仪器设备和技术参考资料后设计建成。Hitachi-Harbin TF-5854 的银灰色机箱具有科技时尚感,能够给当时的民众带来耳目一新的感觉。

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Hitachi-Harbin TF-5854 型晶体管盒装磁带收录机内部机件(见图 20)也使中国企业的技术设计人员获得了加速学习和成长的机遇。很快,中国企业就能设计并生产出性能优良、功能与国外同类产品不相上下的收录机。海鸥 L324 型调频调幅立体声双卡收录机(见图 21)就是一款这样的产品,该机型具有双声道和双磁带卡座,具有那时黑色机箱结合银白色旋钮、装饰件的典型外观。

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图 21 海鸥 L324 型调频调幅立体声双卡收录机。20 世纪 80 年代中期以后,中国企业已经能设计生产出功能较完善的双卡座双声道收录机。黑色机箱结合银白色旋钮、装饰件的外观,就是这一时期收录机的典型形象

在改革开放的浪潮中,中国电子产业以前所未有的速度飞快地进步。在珠三角等改革开放前沿地区,一批全新的电子企业如雨后春笋般迅速发展。20 世纪 80 年代后期,深圳华强电子工业公司出品的华强牌HQ830 型组合音箱(见图 22),展现出当时国产音箱产品的功能配置已经能够达到国际一流水平。这款组合音箱结合了电唱机、收音机、录音机等多项产品功能,具备完善的音调分段调节系统,运用了基于数字电路的轻触按键电控技术。在这款组合音箱中,核心元器件已经从晶体管升级为用于功能调控的数字集成电路和用于音频信号处理的模拟集成电路。

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图 22 深圳华强电子工业公司在 20 世纪 80 年代后期出品的华强牌 HQ830 型组合音箱,具备与同期国外高档产品相当的功能配置

在新中国成立后不到半个世纪的时间里,中国电子产业就已经实现了从电子管到晶体管,再到集成电路的跨越进步。当音频产品发展成熟、品种齐全、功能完善时,其他类型的电子产品正处于怎样的阶段,其中又有哪些产品为物质生活日益丰富的中国民众带来了新的期盼和欣喜呢?本系列的下一篇文章将介绍电子影像产品的发展历程。