投稿類別:工程技術類
篇名：
無線電接收機
作者：
柯韋廷。臺北市立大安高工。電子科三年乙班
舒圳晟。臺北市立大安高工。電子科三年乙班
姜喆崴。臺北市立大安高工。電子科三年乙班
指導老師：
陳加山 老師
無線電接收機
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壹●前言
在資訊傳遞快速的二十一世紀，資料傳送的方式非常重要，每一種傳送的方
式都各有其的優點與缺點。而我們專題想要探討的就是其中的一項媒介──「廣
播」，內容為接收機的實作與理論探討。於是我們的專題實驗，目的就是要做出
一台以 MC3362 為主軸核心的接收機。製作完成後，在發射機的麥克風旁邊講
話，就可以從遠端接收機的喇叭聽到發出的聲頻信號，達到廣播的功能。
混波、震盪、檢波、靜噪、調變、耦合電路組成了接收機，其中混波與調變
是這個專題的核心。研究如何將一個微弱的聲頻信號，混波在已經被倍頻電路放
大的載波上，經過遠距離的傳送，經過接收機的放大與解調，並成功的在接收機
上聽到聲音，我們將探討其中。
貳●正文
一、 相關知識
(一) 無線電的基本概念
電磁波是電場與磁場交互作用，在空間中產生的行進波動，並傳遞能量和動
量。依照頻率，低至高可區分成無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外光、X射
線和伽馬射線等等。而頻率在300GHz以下，就稱之為無線電波或射頻波。無
線電波雖然肉眼看不見，但是依然可以描述電波的特性及行為，在那之前有些基
本的專有名詞像是頻率、周期、波長與波段必須先了解。
(二) 頻率、周期、波長與波段
從零點漸漸爬升至波峰再回到零點；負半週也是如此，漸漸降至波谷再攀回
零點，這樣電子流動的曲線就是無線電的波形，而完成一週，也就是完整的從零
點到波峰再回到零點，零點降至波谷再上升回零點的過程，所花的時間，就稱為一個「週期」， 如圖(一)。反過來說，某一段時間內完成周的波形，稱為「頻率」，
若以1秒為單位，頻率就是一秒之內完成幾週完整波形。
圖(一)一個完整波形
波長也可以稱作「公尺波段」或「米波段」，波長的定義為電波一個週期之
間的距離。若頻率越高，週期越小，波長也就越短。
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如同電磁波依照不同的頻率可分成不同的波，無線電波也是如此。因此在300GHz
以下，無線電波也被細分成許多不同頻率的「波段」。下圖(二)為無線電波頻譜，
從上面可以清楚的看出，不同波段相對應的頻率及功能。
圖(二) 無線電波頻譜
(三) 電波的傳遞
1. 大地反射波：發射者的電波，經由地面或海面的反射之後，再到達
接收者。
2. 直接波：顧名思義，就是發射者的信號直接傳遞到接收者。
3. 天波：發射出去的電波，不往地面接觸，也不沿著地面走，而是往
天上或地表之外，最後經電離層反射回地球或是穿透電離層(如圖
三)
圖(三)天波的反射
(參考─高頻電路製作實習全威圖書有限公司)
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(四) 石英晶體振盪器
1. 壓電效應:
石英晶體具有這種性質，當有外加電壓跨在石英晶體上時，石英晶體會產生
機械振動，換句話說，若能讓石英晶體產生機械震動，則會有電壓降跨在石英晶
體兩端。下圖(四)為石英晶體等效電路。
圖(四) 石英晶體等效電路
(參考http://article.ednchina.com/Analog/20081115104628.htm)
2. 石英晶體的阻抗特性:
假定R 很小可以忽略不計，如圖(五)，得到石英晶體的阻抗(Z)：
圖(五) 石英晶體的阻抗特性
(參考http://article.ednchina.com/Analog/20081115104628.htm)
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觀察石英晶體的阻抗表示式，可以發現，Z 只在ws < w < wp 的範圍內呈電
感性，其餘的頻率範圍皆為電容性，但因為等效電路中的Cp >> Cs ，使得 ws
值非常接近wp 值，如圖(六)。
圖(六) Wx 表示圖
這意思就是，石英晶體阻抗Z 的變化範圍可以很大，而其諧振頻率幾為固
定值，這正是我們所需的電感特性。
二、 流程方塊圖
無線電接收機的流程方塊圖，如圖(七)所示。
圖(七)方塊圖
三、 理論探討
(一) 接收機結構原理分析:
原理是將接收到射頻信號與本地震盪電路進行混波以產生較原理是將接收
到射頻信號與本地震盪電路進行混波以產生較低頻的中頻信號，中頻信號經過放
蒐集資料
理論探討
心得結果
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大後再進行檢波以還原原始信號，最後經聲頻放大以推動喇叭。如圖(八)，為接
收機的簡易電路方塊圖。
圖(八) 接收機方塊圖
(二) RF射頻放大電路
如圖(九)所示，RF射頻放大電路，處理的是高頻信號，而我們輸入的信號
145MHz。雖然接收機並不一定要用到RF射頻放大電路，但若有使用性能絕對比
沒有來得好。RF射頻放大電路有以下優點：
1. 提升增益，自然提升了接收機的靈敏度及S/N比
2. 提供接收機與天線較佳的耦合
3. 增加接收機的選擇性
4. 防止本地振盪器透過接收機天向外輻射電波。
圖(九) RF射頻放大電路
此電路前端為輸入電路(T1、C12)，是天線與RF放大電路的阻抗匹配以及選
頻的工作。而選用2SK439(Q1)的原因為MOSFET的回授電容量較低、故適合作
較高頻如VHF以上信號之射頻放大器之主動元件。雙閘極可提供接收信號之輸入
以及自動增益控制 (AGC) 控制信號之輸入。C37則是旁路電容，規格為：
144MHz~5MHz選用0.001uF的電容，30MHz~10MHz選用0.01uF的電容，
1MHz~2MHz選用0.1uF的電容。
(三) MC3362
MC3362是單片窄帶調頻接收電路，主要應用於語音通訊和數據傳輸的無線
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接收機。片內包含振盪電路、混頻電路、限幅放大器、積分鑑頻器、場強指示驅
動及載頻檢波電路等從天線輸入到音頻輸出的二次變頻所有的全部電路，同樣包
含了混頻用一本振緩衝輸出，FSK檢波數據限幅比較器。大概包含了接收機的所
有電路，算是接收機的核心。
MC3362的主要特性：
1. 低工作電壓：2.0~6.0V。
2. 低功耗（在Vcc=3.0V，耗電典型值僅為3.6mA，高放管耗電除外）。
3. 極限S/N靈敏度：0.6uV（典型值，12dB）。
4. 內含二次變頻所有的電路。
5. 可調載頻檢測功能。
6. 數據整形比較器。
7. 少量的外接元件。
(四) LM386
LM386是專為低耗損電源所設計的功率放大電路，如圖(十)。用於接收機喇
叭輸出的前一級放大電路，其電路特色如下：
1. 功耗低，且無動作時僅銷耗4mA電流。
2. 工作電壓範圍寬，輸入電壓範圍可由4V~12V
3. 外圍元件少，易於製作。
4. 內建增益為20。透過pin1和pin8間接藝電容搭配後，最高可達200
5. 失真低
圖(十) 內部電路圖及接腳圖
(參考http://nckuhuahua.pixnet.net/blog/post/29993433)
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(五) MC7805
MC7805為一顆穩壓IC，它的功能就是把輸入7~25 V的電壓，調整成5V輸出
的電壓，穩壓效果很不錯的零件，而且輸入直流電壓範圍廣，輸出電壓穩。但輸
出電流最大只有1安培、輸入電壓必須大於輸出電壓。而且能量轉換效率較差，
大部分能量都賺變成熱能，因此需要加散熱片，防止它燒毀。如圖(十一)，為MC7805的應用電路。
圖(十一)
(六) 接收機電路圖，如圖(十二)所示
圖(十二)接收機電路圖
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(七) 電路圖實體圖
電路圖的焊接面跟零件面實體，如圖(十二)、圖(十三)
圖(十二)電路板焊接面 SMD 圖(十三)電路板零件面
(八)實驗操作
我們利用RF射頻信號產生器，如圖(十四)，產生信號發射至接收機。可以調
整信號的振幅、頻率，下面我們將對不同振幅、頻率作不同的測試，而我們的接
收機接收頻率在145.32MHz，由於石英晶體有極高的品質因數所以只要偏移一點
點就聽不到聲音了，如圖(十五)。
圖(十四)RF射頻信號產生器
圖(十五)實際操作
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参●結論
這次的小論文，最大的困難應該就是沒有足夠的設備可以使用。像是射頻信
號產生器、頻譜分析儀等等。因為儀器的不足，所以能夠觀察到的電路特性也有
限，另外，如果要檢查電路是否有問題，也需要額外的檢查儀器。因此下次如果
能再有機會做此題目，應先確定有足夠的設備與儀器能夠輔助，再更深入探討其
中。
肆●引註資料
一、呂文嘉(1998) 。高頻電路製作實習。臺北市:碁峰資訊發行。
二、林婉如(2008) 。RFID 無線射頻辨別系統。臺北市:全威圖書有限公司。
三、劉 岩 (2010) 。RFID通信測試技術及應用。北京市:人民郵電出版社。
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