第993章 元器件性能对比测试(2 / 2)
档案末尾的阶段性结论写道:“国产晶体管适配性基本达标,部分型号需电路优化;进口芯片适配性优秀,但存在匹配成本;建议核心加密模块采用‘进口芯片 + 国产优化电路’,普通模块采用‘国产晶体管’,平衡性能与成本。”
六、稳定性测试的实施与维度
李工带领稳定性测试组,围绕 “极端环境耐受”“长期运行衰减” 两个核心维度展开测试,每个维度设计 3 种测试场景,覆盖野战实战中可能遇到的高低温、震动、连续工作等情况。
高低温稳定性测试在 - 30c至 50c的恒温箱中进行:将元器件置于不同温度点,保持 2 小时后测试加密性能,国产 3AG1 在 - 30c时加密错误率 1.2%,50c时 1.5%;进口 Kt-15 在 - 30c时错误率 0.8%,50c时 1.0%,进口芯片在极端温度下稳定性更优。
震动稳定性测试采用 10g 加速度、10-500hz 频率的震动台:测试 4 小时后,国产 3AK22 的加密信号衰减率 3.5%,进口 -08 衰减率 2.1%;其中国产 3Ax83 因引脚焊接工艺,在 500hz 高频震动下出现 1 次接触不良,需优化封装结构。
长期运行稳定性测试持续 72 小时:元器件在常温下连续处理加密数据,每 12 小时记录性能参数,国产 3AG1 的参数漂移率 8%(接近指标上限),进口 Kt-15 漂移率 5%,均满足 “≤8%” 的要求,但国产元器件的漂移速度随时间增加更明显。
李工团队还设计了 “循环环境测试”:将元器件在 - 30c(2 小时)→25c(1 小时)→50c(2 小时)→25c(1 小时)的循环中测试 3 轮,国产 3AK22 的总错误率 3.8%,进口 Kt-15 总错误率 2.5%,进一步验证了进口芯片的环境适应性优势。
七、稳定性测试的关键数据与差异
不同元器件的稳定性数据存在明显差异,团队通过 “稳定性评分表”(10 分制)量化结果:进口 Kt-15 以 8.5 分位列第一,国产 3AG1 以 7.2 分位列第四,3Ax83 因震动故障仅得 6.5 分,处于合格线边缘。
国产晶体管的稳定性短板集中在 “低温性能”:3Ax81 在 - 30c时的密钥生成时间比常温下增加 0.3 秒,错误率上升至 2.1%,而进口芯片的时间增加仅 0.1 秒,错误率上升 0.5%,这与此前供应调研中 “国产元器件低温参数漂移高” 的结论一致。
长期运行测试中,国产元器件的 “老化速度” 更明显:连续工作 72 小时后,3AK20 的放大倍数 β 值下降 5%,进口 Kt-12 仅下降 2%;技术团队分析,这与国产元器件的材料纯度(硅纯度 99.99%)略低于进口(99.999%)有关,影响了长期稳定性。
但国产元器件在 “成本 - 稳定性比” 上更具优势:国产 3AG1 的稳定性评分是进口 Kt-15 的 84.7%,但价格仅为进口的 1\/5,对于非核心加密模块,其 “性价比” 更符合大规模应用需求。
李工在稳定性总结中强调:“稳定性差异需结合应用场景选择 —— 高原、沿海等极端环境的核心模块,优先选用进口芯片;平原、固定通信站的普通模块,国产 3AG1、3AK22 完全满足需求,无需过度追求进口产品。”
八、历史补充与证据:稳定性测试报告
1958 年 6 月的《元器件稳定性测试报告》(档案号:wd-1958-015),由李工团队撰写,包含 24 组测试数据表格、8 张性能衰减曲线图、6 份故障分析报告,现存于军事通信技术档案馆,是稳定性结论的核心依据。
报告中 “高低温测试数据汇总表” 显示:5 种国产晶体管的平均低温错误率 1.3%,3 种进口芯片平均 0.9%;平均高温错误率 1.4%,进口芯片平均 1.1%,数据差异量化呈现,为后续选型提供了精确参考。
震动测试的 “故障记录” 详细记录:“3Ax83 在 5 月 25 日 14:30 的 500hz 震动测试中,引脚与底座接触电阻从 0.1Ω 升至 1.2Ω,导致加密信号中断 0.5 秒,拆解后发现焊接点存在虚焊,建议厂家改进波峰焊工艺。”
长期运行测试的 “漂移率曲线图” 显示:国产 3AG1 在 48 小时后漂移速度加快,从每 12 小时 0.5% 升至 1.0%,进口 Kt-15 则保持每 12 小时 0.3% 的稳定漂移速度,技术团队据此建议国产元器件的长期工作周期不超过 48 小时,需定期重启校准。
报告的专家评审意见指出:“稳定性测试覆盖场景全面,数据可靠,结论客观;建议后续研发针对国产元器件的低温性能、焊接工艺进行优化,同时保留进口芯片的安全库存,应对极端场景需求。”
九、测试报告的汇总与核心结论
测试结束后,周工带领数据汇总组,整合适配性、稳定性测试数据,形成《5 种国产晶体管与 3 种进口芯片性能对比测试总报告》,报告分为测试概况、数据汇总、结论建议三大部分,共 50 页。
数据汇总部分采用 “多维对比表”:横向对比 8 种元器件的 12 项核心参数(适配性 4 项、稳定性 5 项、成本 3 项),纵向标注每项参数的达标情况,例如 3AG1 的 “低温错误率” 达标(1.2%≤2%),“长期漂移率” 达标(8%≤8%),一目了然。
核心结论一:适配性方面,进口芯片整体优于国产,但国产 3AG1、3AK22 可满足 80% 以上加密场景,通过电路优化可覆盖 95% 场景;进口芯片需额外解决匹配问题,适配成本较高。
核心结论二:稳定性方面,进口芯片在极端环境、长期运行中优势明显,错误率比国产平均低 0.4-0.6 个百分点;但国产元器件在常规环境下稳定性达标,且成本优势显着,适合大规模部署。
报告建议:核心加密模块(如密钥生成、核心算法运算)采用 “进口 Kt-15 芯片 + 国产优化电路”;普通加密模块(如数据传输加密)采用 “国产 3AG1\/3AK22 晶体管”;同时推动国产厂家改进 3Ax83 的焊接工艺、3AK20 的高温性能,提升国产元器件的整体稳定性。
十、测试的历史意义与技术影响
这场元器件性能对比测试,是我国电子加密技术研发中首次大规模、系统性的硬件验证实践,不仅为后续设备硬件定型提供了精确数据支撑,更打破了 “进口元器件必优于国产” 的单一认知,形成了 “场景化选型” 的思路。
从技术层面看,测试暴露的国产元器件短板(低温性能、焊接工艺),直接推动了后续的技术改进 —— 北京电子管厂根据测试反馈,优化了 3AG1 的硅材料纯度,上海无线电一厂改进了 3AK22 的封装结构,使国产元器件的稳定性在 1959 年提升 15%-20%。
从产业层面看,测试数据成为国产元器件进入通信安全领域的 “敲门砖”—— 上海无线电二厂基于测试中国产晶体管的适配性结论,获得了加密芯片量产的优先支持,加速了国产高端元器件的产业化进程。
从实战应用看,测试确定的 “核心用进口、普通用国产” 的选型策略,在后续野战通信设备中落地应用,既保障了核心加密模块的稳定性,又控制了整体成本,使设备在 1959 年的实战演习中故障率降至 3% 以下。
更长远来看,测试积累的 “适配性 - 稳定性” 测试方法、数据评估体系,为后续我国各类电子设备的元器件测试提供了参考范式,推动了电子技术研发从 “经验驱动” 向 “数据驱动” 转变,为通信安全技术的自主化发展奠定了重要基础。
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