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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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