Another Picture
S9=40dBu, Sunit=3dBTS-510X S-meter
dB only
dB only
Scale = S-unit and dBu
(S9=40Bbu, S5=20dBu,
S-unit=3.3dB) JA4JNR's 75A-4
S9=100uV(40dBu),
S-unit=3dB
S9=40dBuS9=40dBu
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Another Picture |
S9=40dBu, Sunit=3dB TS-510X S-meter |
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| dB only |
dB only |
Scale = S-unit and dBu
(S9=40Bbu, S5=20dBu,
S-unit=3.3dB) JA4JNR's 75A-4 |
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Yaesu FT-980 |
| S9=100uV(40dBu),
S-unit=3dB |
S9=40dBu |
S9+40dB=80dBu S9=40dBu |
| 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、こ
のS-Meterは75A4のものであろうが、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相当となっていることが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(Electro Motive 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。 0dBm
（1mW）＝113dBμV(EMF) （50Ω系）
0dBm （1mW）＝115dBμV(EMF) （75Ω系） 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。 参考：
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JA1VBN's Measured Data are shown in this page. 受信機等の各種測定データをここに示す。
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