超再生接收器所開啟的小型無線機譜系
1960 年代到 1980 年代，落入孩子們手中的小型玩具對講機。
它並不只是單純的玩具，而是在 CB 無線電、Part 15、電晶體收音機出口、日本的小型電子工業，以及超再生接收器交會之處誕生的，大眾無線文化的一小枚結晶。
1. 玩具對講機從何而來
追溯玩具對講機的歷史時，我們常常會被「玩具」這個詞所迷惑。
以今天的眼光來看，它是給兒童使用的廉價通訊玩具；作為通訊機，它粗糙、選擇性差、雜訊也多。然而，它之所以能夠成立，背後有戰後美國的無線電制度、27MHz 頻段 CB 的普及、電晶體技術的低價化，以及最重要的，一種名為「超再生接收」的獨特電路技術。
玩具對講機並不是一開始就以玩具的身分誕生。它的原型，反而可以追溯到 1950 年代後半出現的、使用 27MHz 頻段、低輸出、簡易用途的類 CB 通訊機。
在美國，CB 無線電作為一般市民可用的短距離通訊手段逐漸普及；另一方面，在 Part 15 的制度框架下，極低輸出、末級輸入功率 100mW 以下的無線裝置也存在著免執照使用的空間。正是在這種制度上的餘白中，小型、廉價、看起來「像 CB 的東西」得以進入市場。[1]
2. 27MHz：對玩具而言稍嫌困難的頻率
這裡的關鍵，是 27MHz 這個頻率。
27MHz 位於短波帶較高的一側，波長約 11 公尺。它不像低頻電路那樣，可以把配線單純視為導線。線圈、電容、配線電容、電晶體的高頻特性，全都會影響接收性能。
如果要用普通的直放式接收機接收 27MHz 的訊號，在檢波之前就必須先進行高頻放大。然而，要在 27MHz 穩定取得增益，對使用廉價零件、組裝流程簡單的玩具產品來說，並不容易。
若增加高頻放大級，靈敏度會提高，但也更容易振盪，需要調整的地方會增加，還需要屏蔽與中和。
對於要便宜、大量、作為兒童商品生產的產品來說，這樣的架構太沉重了。
而一口氣繞開這個困難的，就是超再生接收。
3. 超再生接收：粗糙卻有效的技術
超再生接收器會把接收頻率的振盪電路置於即將振盪，或已能振盪的狀態，並透過 quench，也就是週期性的淬熄動作，使振盪反覆停止。
輸入訊號會成為振盪的「種子」；訊號越強，振盪就越早建立。透過取出這種建立時間的差異，就能把微弱的高頻訊號檢出為聲音或資料。
這和一般線性放大的想法稍有不同。
它不是把微弱訊號原封不動地經過多級放大，而是利用振盪這種非線性現象，把很小的輸入差異轉換成很大的狀態變化。超再生接收器可以說是一種觀察「電波如何觸發振盪建立」的接收機。
當然，這種方式並不適合高級通訊機。
它的選擇性寬、雜訊多、頻率穩定度也不高。更進一步說，它雖然是接收器，內部卻會振盪，因此振盪成分有時也會從天線漏到外部。
然而對玩具對講機來說，它的優點遠遠大於缺點。
也就是說，它能用很少的零件取得很大的有效增益。
4. Jerry Norris 的三電晶體 CB 對講機
在這條脈絡中，占有象徵性位置的，是大約在 1962 年由 Texas Instruments 工程師 Jerry Norris 發表的三電晶體 CB 對講機。
這個電路對後來玩具對講機的原型而言極為重要。
它的構成很簡單：一顆電晶體負責高頻部分，另外兩顆負責音頻放大。接收時，高頻級作為超再生檢波器工作；發射時，同一級則成為 27MHz 頻段的振盪器。除此之外，喇叭在接收時當作喇叭使用，發射時則當作麥克風使用。[2][3]
圖1 Jerry Norris 型三電晶體 CB 對講機的基本構成。左側的 Q1 負責高頻部分：接收時作為超再生檢波器，發射時則作為 27MHz 振盪器。右側的 Q2、Q3 是音頻放大部分；接收時用來驅動喇叭，發射時則把同一個喇叭當成麥克風使用，產生調變訊號。
稍微觀察這個電路的構成，就能清楚理解玩具對講機為何會收斂到這種形式。
圖的左半邊，幾乎就是一顆電晶體構成的高頻部分。
配置在這裡的電晶體 Q1，在接收時作為 27MHz 頻段的超再生檢波器工作。它透過調諧線圈與電容選擇接收頻率，並藉由正回授，使電路處於即將振盪，或已經可以振盪的狀態。
當外部電波進入時，它會成為振盪的種子，改變振盪建立的方式。透過取出這個變化，僅靠 Q1 一顆電晶體，就同時兼任了高頻放大與檢波。
另一方面，在發射時，同一顆 Q1 又展現出完全不同的面貌。
接收時作為超再生檢波器的這個高頻級，經過切換後，會作為石英晶體控制的 27MHz 振盪器工作。也就是說，Q1 既是接收機的入口，同時也是發射機的心臟。
這裡展現了玩具對講機式的徹底兼用思想。
圖的右半邊，是由 Q2 與 Q3 構成的音頻放大部分。
接收時，它會放大由 Q1 檢波出的音頻訊號，驅動喇叭發聲。發射時，同一個喇叭則被拿來當作麥克風使用，由 Q2、Q3 放大那個微弱的語音訊號，再去調變高頻振盪級。
因此在這個電路中，喇叭也同樣身兼二職。
接收時，它是發出聲音的零件；發射時，它則是拾取聲音的零件。
如果把這個架構按功能拆開，理應需要發射機、接收機、檢波器、振盪器、調變器、音頻放大器、麥克風與喇叭。然而在 Norris 的三電晶體電路中，這些功能被摺疊進三顆電晶體與一個喇叭之中。
這和高級通訊機的設計思想正好相反。
它不是透過分離功能來提升性能，而是把功能重疊起來以減少零件。正是這種設計思想，催生了後來玩具對講機的標準形式。
5. 對玩具廠商而言理想的電路
這種兼用架構，對玩具廠商而言非常理想。
零件數少，成本就會下降，組裝也更容易。調整點少，就更適合量產。即使性能多少粗糙一些，對孩子來說，只要能和數十公尺外的朋友互相說話，就已經足夠了。
於是，一顆電晶體作 RF、兩顆電晶體作 AF 的架構，成為玩具對講機的定番形式，被許多廠商複製、簡化並改良。[2]
今天若要把它的普及規模精確還原成逐年生產台數，並不容易。
這是因為玩具對講機往往被埋在「電子玩具」或「低功率通訊裝置」這類較大的分類之中，沒有被賦予獨立的無線機統計項目。
然而，1970 年代中期的美國資料顯示，這個市場絕非微不足道。
根據 1976 年的 FCC 資料，當時在 26.96 到 27.27MHz 頻段中，需要執照的 Part 95 Class D Citizens Radio 電台，與 Part 15 的低功率語音通訊裝置，也就是 walkie-talkie，處於共用狀態。
這種共用引發了執照需求上的混亂，以及對 CB 頻段的干擾問題。換句話說，玩具與嗜好用途的低功率對講機，已經成長為監管機關無法忽視的存在。[1]
同一份 FCC 資料也記錄了在討論轉移到 49MHz 頻段時，針對禁止超再生接收器的提案，General Electric、Midland、Radio Shack、EIA 等單位提出了反對意見。
他們的主張很明確。
如果禁止超再生，並要求使用非超再生式接收器，玩具 walkie-talkie 的零售價格將大幅上升。Midland 表示，低價 walkie-talkie 的價格將超過原本的兩倍；Vanity Fair 則指出，當時 27MHz 頻段 walkie-talkie 的一組售價為 12.95 到 20 美元。
EIA 估計，這類產品的市場規模每年達 1000 萬到 1500 萬美元。[1]
若把這個金額單純用當時的零售價格換算，會浮現出每年超過 50 萬到 100 萬組、換成台數則超過 100 萬台的規模。
當然，這並不是生產台數本身，而只是從銷售額推算出的概算。不過，要說明超再生式玩具對講機並非單純的珍品，而是在 1970 年代中期已經形成大量消費品市場，這已經相當充分。
有趣的是，FCC 最終並未禁止超再生接收器本身。只要是符合規格的超再生接收器，監管機關判斷並沒有必要排除這種方式本身。[1]
這裡清楚顯示出，作為支撐低價玩具通訊機的技術，超再生在當時仍然不可或缺。
6. 從電晶體收音機到 Part 15 對講機
在這裡，我們有必要思考電晶體收音機與玩具對講機之間的連結。
1950 年代末，日本製電晶體收音機大量流入美國市場。1959 年，日本出口到美國的電晶體收音機超過 600 萬台。
支撐這項出口的，並不只有 Sony、東芝、日立、松下這樣的大企業。日本國內還存在著零件廠商、出口商社，以及大量中小型組裝業者，形成了一套向美國大量供應廉價小型電子產品的機制。[4]
這種急速成長，很快就引發了日美之間的摩擦。
1959 年，針對低價日本製電晶體產品的進口，美國方面提出保護要求；1960 年，日本通產省對出口到美國的電晶體收音機設定了數量配額與最低價格。到了 1962 年，又出現了經由香港迂迴出口，以及使用日本製電晶體在香港組裝收音機的問題。[5]
這意味著，日本的小型電子機器產業不只是「在製造收音機」而已。
它已經建立起一種產業型態：讀取美國市場對低價商品的需求，調度零件，組入小型外殼，並透過出口商社大量送往海外。
這種型態，也可以原封不動地應用到玩具對講機上。
Part 15 的低功率 walkie-talkie，在美國被定位為免執照的短距離通訊裝置，用於收音機玩具或嗜好用途。1976 年的 FCC 資料記錄了在 26.96 到 27.27MHz 頻段中，需要執照的 CB 電台與 Part 15 的低功率 walkie-talkie 共存的狀態。[1]
重要的是，這些 Part 15 裝置並不是被視為「高性能無線機」，而是被視為面向低價玩具與嗜好市場的通訊裝置。
當 FCC 檢討轉移到 49MHz 頻段時，針對禁止超再生接收器的提案，General Electric、Midland、Radio Shack、EIA 等單位強烈反對。他們的理由是，一旦要求使用非超再生式接收器，零售價格就會大幅上漲，低價 walkie-talkie 市場將無法成立。[1]
在這裡，我們可以看見連結電晶體收音機與玩具對講機的迴路。
日本廠商已經透過電晶體收音機累積了廉價零件、包含手工作業在內的組裝、出口商社，以及面向美國大量銷售的經驗。
此時，超再生式的一顆 RF 電晶體加兩顆 AF 電晶體的低零件數對講機電路登場。Part 15 的低價 walkie-talkie，是一種非常適合日本型小型電子機器出口生產基礎的商品。
美國國際貿易委員會的資料，將 Part 15 的低功率對講機與一般 CB 對講機分開處理，因此無法從其中直接讀出玩具對講機單獨由日本製造的台數。[8]
然而，同一份資料明確記載，日本企業從 1960 年代初期開始，就以美國市場為主要目標製造 CB 對講機；到了 1970 年代，日本已成為美國 CB 進口品的主導供應國。[8]
因此，可以把玩具對講機理解為：在美國被構想出的 Part 15／類 CB 低功率通訊機，被吸收進日本自電晶體收音機以來的小型電子機器產業，並作為低價、大量生產商品展開。
在這之中，重疊著的不只是技術史，還有日美貿易摩擦與出口型電子工業的歷史。
7. 日本的小型電子工業與玩具對講機
這種出口型電子工業的廣大底層，也與玩具產業深深重疊。
大約在 1960 年，日本是僅次於美國的世界第二大玩具生產國，國內製造的玩具約有三分之二用於出口。[6]
此外，在 1965 年到 1970 年的美國玩具進口中，日本與香港也是主要供應來源；在玩具分類中，日本是重要的供應國。[7]
因此，玩具對講機並不只是美國所構想的超再生 CB 電路被玩具化而已。
它同時也是在由電晶體收音機鍛鍊出的日本小型電子機器產業、出口商社、零件供應網，以及玩具製造業交會之處被量產的商品。
到了 1970 年代的 CB 熱潮期，日本成為供應美國市場 CB 設備的壓倒性來源。
根據美國國際貿易委員會的資料，日本企業自 1960 年代初期起，就以美國市場為主要目標製造 CB 對講機；到了 1970 年代中期，日本已成為美國 CB 設備進口中的主導供應國。1976 年，進口到美國的 CB 設備大部分被認為是日本製。[8]
不過，這裡所說的 CB 設備統計，並不一定以相同方式統計正式 CB 機與玩具式低價手持機。
美國資料中，也有把低價手持 CB 機區分為 “Toy-type, CB”，並將其排除在主要統計之外的地方。[8]
因此，若要斷言日本在「玩具對講機」這個單一領域中就是世界最大生產國，仍應保持謹慎。
然而，從多份資料來看，1960 到 1970 年代的日本，在玩具、小型電子機器、CB 對講機這幾個領域中，都確實是世界最大級的出口供應國。
圖2 日本製玩具對講機，1968 年。照片雖不清晰，但可見標有「from Japan」。這是一款使用 27.125MHz 的基地台型產品。機身上看不到調諧旋鈕，不過似乎可以接收 CB 的 23 個頻道，因此推測採用超再生接收器。價格為 20 美元，約合當時 7,200 日圓；相較之下，當時日本大學畢業生的初任月薪約為 30,000 日圓。
8. 27.125MHz 的小小無線文化
後來，這條譜系作為使用 27.125MHz，也就是 CB 第 14 頻道附近的玩具對講機，廣泛普及開來。
27MHz 頻段的小型收發信機，在少年們的手中被經驗為「無線機」。
當然，它和正式的 CB 機不同。輸出很小，接收器採用超再生方式，也容易受到混信影響。即便如此，只要一呼叫就能聽見回應，這種經驗已經足以傳達無線通訊的魅力。
從這個意義上說，玩具對講機的起源，並不只是玩具產業史。
它是在制度、頻率分配、半導體技術、國際貿易，以及電路技術交會的地點誕生的小型通訊文化。
那裡有 Part 15 低功率通訊這個制度上的餘白，有 27MHz CB 這個市民無線電的流行，有電晶體的普及，有以日本為中心的出口型小型電子機器產業，也有超再生這種「便宜、粗糙，卻出乎意料有效」的接收方式。
玩具對講機並不位於無線技術的末端。
倒不如說，它是一個極為有趣的存在，顯示了無線技術如何大眾化、玩具化，並一路降落到孩子手中。
如果只看高性能化的歷史，就看不見這樣的技術擴散。
粗糙、廉價、混著雜訊，卻確實能把聲音傳出去。
在這一點上，玩具對講機把無線通訊的本質，封存在一個小小的盒子裡。
資料來源
[1] Federal Communications Commission, Low Power Communication Devices in the 49.82–49.90 MHz Band, Federal Register, 1976.
https://archives.federalregister.gov/issue_slice/1976/2/18/7394-7407.pdf
https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc701358/m1/1167/?q=%22Literature%22
[2] Thomas H. Lee, “Tales of the Continuum: A Subsampled History of Analog Circuits,” IEEE Solid-State Circuits Society News, Fall 2007. 回顧 Norris 的三電晶體 CB 對講機，以及其對玩具 walkie-talkie 的影響。
https://rincon-mora.gatech.edu/classes/ana_history.pdf
[3] Jerry Norris, “Three-Transistor CB Transceiver,” Electronics World, November 1962, pp. 38–39.
https://www.worldradiohistory.com/Archive-Electronics-World/60s/1962/Electronics-World-1962-11.pdf
[4] The Rutherford Journal, “The Transistor Radio in Japan and the United States.” 關於日本製電晶體收音機出口，以及中小型廠商發展的記述。
https://www.rutherfordjournal.org/article020110.html
[5] Kenneth Flamm, “Mismanaged Trade? Strategic Policy and the Semiconductor Industry,” Brookings Papers. 關於日本製電晶體收音機出口管制與日美摩擦的記述。
https://www.brookings.edu/wp-content/uploads/1993/01/1993a_bpeamicro_flamm.pdf
[6] Takara Tomy, corporate history / CSR page. 關於 1960 年前後日本玩具產業與出口比率的記述。
https://www.takaratomy.co.jp/english/company/csr/community/vitalization.html
[7] United States Tariff Commission, Toy Trucks from Japan, 1971. 關於 1965 到 1970 年美國玩具進口中日本與香港位置的資料。
https://www.usitc.gov/publications/tea/pub372.pdf
[8] United States International Trade Commission, Citizens Band Radio Transceivers from Japan, Publication 852, 1978. 關於日本製 CB 對講機進口、Part 15 裝置的處理，以及 Toy-type CB 分類的資料。
https://www.usitc.gov/publications/docs/pubs/201/pub852.pdf
延伸閱讀：
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http://www.lowpowerradiolab.org/
