S-unit Standard of the S-meter ?

 (SメータのSとはどんな規格か?）

Beautiful and Fascinating S-meters Updated 2000/10/22

	Another Picture	S-meter S9=40dBu, S-unit=3dB	dB only
TRIO 9R-4	TRIO 9R-59DS	TRIO TS-510X	Collins 51S-1
dB only	Scale = S-unit and dBu (S9=40Bbu, S5=20dBu, S-unit=3.3dB) Thanks JA4JNR	S9=100uV(40dBu), S-unit=3dB	S9=40dBu
Military R390A/URR	Collins75A-4	Yaesu FTDX-100	Yaesu FR-101
Yaesu FTDX-401	JRC JST-125	FT-980

What is S9? (S9の規格とは)

 Updated 2000/02/20,2001/3/18,2004/05/22 

What is S9 standard?

I surfed the Internet to examine it, and found that S9=100uV and S units is 6dB was defined by Collins Co.  in 1950's. (WA3KEY Collins 75A-2 Receiver)    　

アマチュア無線機や通信型受信機に必須なのはSメータで あり、いわゆるS9とはどんな値か、あるいはどのような根拠 で定義さ れて いるかは疑問であった。いろいろと調べてみると1950年代に開発されたコリンズの受信機75A-2で はS9が100μVであり、Sユニット（S一つの単位）は6dBで あった（ SIGNAL STRENGTH METER - The S meter is calibrated from 1 to 9 in steps of approximately 6  db each, and for 20, 40, and 60 db above S9. Zero adjustment is provided. A reading of S9 is obtained with an input of approximately 100 microvolts.(from http://www.wa3key.com/75a2.html) ）。

なお、75A4のS-meterはS9=40dBがセンターになっており、S9以下 のSユニット6が約20dB ということ、すなわち Sユニットは3.3dBであること が分かる。しかし、S9以上で20dB相当の振れがS9以下では10dB相当となっているのがやや不自然に感じられる。

一方、同じくCollinsの51S-1では40dBがほぼセンターに なっているが、 40dB以下と以上で振れに対する極端な差はないから自然である。

さらに、R390Aでは100dBの範囲にわたりさらに差が少なく なっており、さすが 軍用（業務用）であると実感させる。

さらに調べてみると1978年にIARUの Region 1ではSユニットは6dB、S9は30MHz以下では-73dBm(50μV)、30MHz以上では-93dBm(5μV)と定義されている （ZIPファ イル）(そ の内容： http://www.darc.de/distrikte/y/00/html/tools/s_meter.htm)。

さて、S9の電圧がIARU Region 1の定義では50μVに対しコリンズの75A-2の100μVと2倍の開きがあるが、実はこれは同じことを異なった定義で表現しているためであ る。

すなわち、100μVが信号源（アンテナ）の起電圧であり、50μVが受信機に印加されている終端電圧である。

これはインピーダンス整合された信号源の起電力（開放端電圧）と 負荷 に供給される終端電圧は２：１の 関係になることからも明らかである。そして、これらを明確に区別するため、起電力をEMF(Electromotive Force)で、終端電圧をPD(Potential Drop)で表すことがある。すなわち、

100μV EMF=50μV PD

となる。一般的には開放端電圧をEMFで表記することはあるが、終端電圧をPDで表記することは少ない。

さて、アンテナに起電される電圧(EMF)か、はたまた受信機への印加電圧(PD)のどちらを使っても定義は可能であるが、アンテナ起電される電 圧を使う方が自然と考えている。その理由は、アンテナへ起電される電圧は送信電力、伝播損失、アンテナ利得等から計算される値、即ち理 論値（受信電力 = 送信電力 - 伝播損失）で求められる値であるか らである。一 方、受信機の入力電圧はこの値の半分すなわち6dB低い値であるためであり、理論値論計算から直接的には求められないからである。

さて、受信機等で使われる単位系として通常はdBmとdBμ(V)が使われる。ここで、0dBmは1mWであり、0dBμVは1μVであり、 50Ω系と 75Ω系では以下のようになる。

上記の結果をまとめるとSユニットとアンテナ起電力、受信機入力電圧等の関係は以下の表になる（50Ω系、30MHz以下 の場合）。

また、FT-101FXの入力対Sメータ表示の特 性測定結果をここ示す。ここで45度の直線上に測定結果が乗れば 表示通りとなるわけであるが、S6以下とS9+20dB以上になると誤差が発生していることが分かる。

	S メーターの目盛り Q　よく他人の交信を聞いていると”あなたの信号は59プラスで良好に……”などと景気のいいことをいっているが、私のSメーターはそんなによく 振れない、受信機の感度が悪い のではないかと心配。 　八重洲無線ではSメーターをどのような基準により目盛っているか。（京都府・一ハム） A　S（信号強度）というのは、もともと信 号強度を示すのに、やっと受かる（S-1)からきめて強い信号（S-9)までのあいだを感覚的に8段階にわけて表示したもの で、受信機のSメーターは同調 指示計に便宜的にS目盛りをつけただけのものです。したがって、Sメーターの感度調整のついた受信機では、あなたの感覚にあ わせてメーター感度を調整して 差し支えないと思います。 　八重洲無線ではシグナル・ジェネレーターの指示が100μV（セットの入力では50μV)をS-9としています。この方式 は戦前からの標準となっているものです。 　これから6dB減るごとに（1/2になる）にS目盛りを１ずつ減らすという方法もありますが、これではセットのSN比や外 部雑音を考慮すると実情に合わないので、3～4dB間隔で目盛ってあります。 　ただし、周波数により若干の差がでること、SSBはキャリアーがないのでメーターの振れは実際より少ないことをご承知下さ い。 　第１表に3dBステップでのS目盛りを、アンテナ誘起電圧（シグナルジェネレーターの指示と同じ）の関係を示しておきます。	ヤ エス無線 Journal No.11 (1973年2月1日　発行)より
TRIO 9R-59	S9=100μV (40dB)	CQ ham radio 1961年3月 JA1AMH 「9R-59とTX-88A物語」 2004年9月1日発行
	S9 =100μVのSメータ	http://www.sk2at.eu.org/Misc/Detaljer% 20800x600/Furadetaljer007.jpg
	S9 =50μVのSメータ	http://web.telia.com/~u43200663/inst/smeter.jpg

Measured Data Updated 2000/02/19

Related Links of S unit definition

• W8WWV - S Meter Blues --- http://www.seed-solutions.com/gregordy/Amateur%20Radio/Experimentation/SMeterBlues.htm
• http://rfcec.com/RFCEC/CH%205%20-%20FUNDAMENTALS%20OF%20RF%20COMMUNICATION-ELECTRONICS/TRANSCEIVER/Transceiver%20-%20S-Meter%20Calibration%20&%20IARU%20Standards%20(By%20Larry%20E.%20Gugle%20K4RFE).pdf
• WIKIPEDIA S meter --- http://en.wikipedia.org/wiki/S_meter
• EMF (Electro Motive Force)  http://www.cqpub.co.jp/term/electromotiveforce.htm
• JG3ADQ --- making S-meter
• G4MDT FT-902DM S Meter Caribration
• http://dayton.akorn.net/pipermail/orion/2004-March/000316.html
• IK4AYU HFフロントエンド、フィルター、レシーバー：測定とシミュレーション --- http://www.qsl.net/ik4auy/article_5.htm
• SM2AT Nice S-meter Picture (S9=100μV)
• VK6FH S-meters
• S-Meter Dials
• Searched Image of S-meter by Google
• S-Meter $5.95
• Adding a custom S-Meter -HBR
• STANDARDISATION OF S-METER READINGS /-73 dBm S9/-93dBm above 144 MHz/IARU Region 1
• S Meter Calibration Values GM7WFT
• ETC1 "S" Units/dBm/mV.
• S-Meter Standars IARU Region 1  (30MHz以上は20dB低い）
• S to μVolts W6OOC S9=50μV (-73dBm)
• Gain for S-Meter 3B8GO 0.1milli-volt on a dipole reference for antennas
• Signal One -- S9=50μV, S1=1μV, 6dB/S unit
• S-UNIT DISCUSSIONS Compiled From The Internet (AC6V) (S9の定義、Sは何dBか？）

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