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S メーター(信号強度メーター) は、アマチュア無線や短波放送受信機などの通信受信機によく装備されているインジケーターです。スケールの目盛りは、 RST システムの一部として信号強度を S1 から S9 まで報告するシステムから派生したものです。S単位という用語は、S メーターの表示を 1 つの目盛りから次の目盛りに移動させるために必要な信号強度の量を指します。
技術的な説明
アナログSメーターは実際には感度の高いマイクロアンペアメーターで、フルスケールの偏差は50～100μAです。AM受信機では、Sメーターをメインの検出器に接続するか、最終IFステージで別の検出器を使用することができます。これはCWおよびSSB受信機に推奨される方法です。電子管（バルブ）の時代の別のアプローチは、Sメーターを最終IF増幅管のスクリーングリッド回路に接続することでした。3番目のオプションは、適切なレベル変換回路を介してSメーターをAGCラインに接続することです。[1]
FM受信機では、Sメーター回路はリミッター段の前にIFチェーンに接続する必要があります。CA3089やCA3189などのFM受信用の特殊な集積回路は、 100μAのSメーターを駆動するためのDC信号を提供します。[2]
IARU 地域 1 技術勧告 R.1
1930年代には、S9は受信機の入力端子で50μVに相当することがすでに合意されていましたが[3] [4]、受信機の入力インピーダンスが標準化されていなかったため、これは受信電力の尺度ではありませんでした。
国際アマチュア無線連合（IARU）地域1は1981年にHFおよびVHF / UHFトランシーバーのSメーター校正に関する技術的勧告に合意した。[5]
IARU 地域 1 技術勧告 R.1 では、HF 帯域の S9 を受信機入力電力 -73 dBmと定義しています。これは、受信機の入力インピーダンスが 50オームであると仮定した場合、受信機のアンテナ入力における50マイクロボルトのレベルです。
VHF帯では、S9は受信機入力電力-93dBmと勧告で定義されています。これは50オームで5マイクロボルトに相当します。[6]
この勧告では、1 S 単位の差は 6デシベル(dB) の差に相当し、これは電圧比 2 または電力比 4 に相当すると定義されています。
S9 よりも強い信号には追加の dB 評価が与えられ、つまり「S9 + 20dB」、口頭では「20 デシベル超 S9」、または単に「20 超 9」(またはもっと簡単な「20 超」) となります。
例
信号強度 S2 の弱い信号は、HF で 50 オームの 受信電力 -115 dBmまたは 0.40 マイクロボルトRMSに相当します。
信号強度 S8 の強い信号は、HF で 50 オームの 受信電力 -79 dBmまたは 25 マイクロボルトRMSに相当します。
一部の信号発生器は1uVを超えるdBで校正され、出力はemfで表示されます。たとえば、HF受信機のS読み取り値をS9に設定するには、信号発生器の出力を1uVより34dB上に設定します。
正確さ
従来のアナログ受信機の S メーターのほとんどは校正されておらず、実際には受信機のAGC電圧に基づいて信号強度の相対的な測定値しか提供できません。従来のアナログ受信機の一部の S メーターは、-73 dBmの入力に対して S9 を読み取るように校正されていますが、S 単位あたり 6 dB の正確な対応を提供しません。
多くの場合、ラジオのリスナーが感じる信号強度の質的な印象とアナログ受信機で受信される信号の実際の強度との相関は乏しいものです。これは、受信機の AGC が、入力信号強度の変化にかかわらず、オーディオ出力をほぼ一定に保つためです。
ソフトウェア定義無線(SDR) は、異なる方法で信号を取得して処理し、RF 信号振幅を直接測定して S の読み取り値を決定します。その結果、14 ビット以上のビット深度を持つ多くの SDR システムは、箱から出してすぐに S スケールの端から端まで正確に調整されています。そうでない場合は、信号発生器で数分かけて基準レベルを設定するだけで十分です。8 ビット設計などの低ビット深度の SDR はある程度正確ですが、入力レベルのより粗い違いを区別するため、S スケールの低い端での精度が低下します。
高品質の SDR であっても、S メーターはアンテナではなく受信機の 50 オーム入力での信号強度を測定していることに留意する必要があります。たとえば、無線の入力が 50 オームで、アンテナのインピーダンスがそれより大幅に高い場合、アンテナから無線への電力伝送が悪くなり、一致する高インピーダンスの入力に供給された場合よりも信号レベルが低くなります。多くのアンテナは、特に広帯域設計の場合、さまざまな周波数範囲でインピーダンスが異なります。知っておくと便利なのは、ある周波数から別の周波数への信号強度でなくても、任意の 1 つの周波数での相対的な信号強度が意味を持ち続けるということです。
参照
参考文献
- ^ トニー・ドーバック編 (1978) 『アマチュア無線ハンドブック』 コネチカット州ニューイントン：アメリカ無線中継連盟256 ページ。
- ^ GR Jessop (1983). VHF UHF マニュアル(第 4 版). ポッターズバー、英国:英国無線協会. p. 4.38. ISBN 0-900612-63-0。
- ^ National HRO 入門マニュアル。マサチューセッツ州マールデン：National Company, Inc. 1939 年、6 ページ。
- ^ トニー・ドーバック編 (1978) 『アマチュア無線ハンドブック』 コネチカット州ニューイントン：アメリカ無線中継連盟255 ページ。
- ^ 国際アマチュア無線連合第 1 地域 (1981)。IARU 第 1 地域技術勧告 R.1。英国、イングランド、ブライトン。
- ^ Jacques Verleijen編 (2021). VHF管理者ハンドブック、バージョン9.01。国際アマチュア無線連合地域1。p.115。
さらに読む
- Doug DeMaw (2015 年 6 月)。「S メーターから何がわかるのか?」QST。第 99 巻、第 6 号。アメリカ無線中継連盟。pp. 49–51。ISSN 0033-4812 。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、 S メーターに関連するメディアがあります。
- アマチュア無線トランシーバーの測定Sメーターの校正