S-метр
S-метр любительского радиоприемопередатчика Ten-Tec Orion.
S-метр (сигнал измеритель мощности) — это индикатор, который часто предоставляется на приемниках связи, таких как приемники любительского радио или приемники коротковолнового радиовещания. Отметки шкалы получены из системы сообщения об уровне сигнала от S1 до S9 как части системы R-S-T. Термин S-блок может использоваться для обозначения величины силы сигнала, необходимой для перемещения показания S-метра от одной отметки к другой.
Содержание
- 1 Техническое описание
- 2 Техническая рекомендация IARU, область 1 R.1
- 3 Примеры
- 4 Точность
- 5 См. Также
- 6 Ссылки
- 7 Дополнительная литература
- 8 Внешние ссылки
Техническое описание
Аналоговые S-метры на самом деле являются чувствительными микроамперметрами с отклонением полной шкалы от 50 до 100 мкА. В AM-приемниках S-метр может быть подключен к основному детектору или использовать отдельный детектор на конечном этапе IF. Это предпочтительный метод для приемников CW и SSB. Другой подход во времена электронных ламп (ламп) заключался в подключении S-метра к схеме сетки экрана оконечного усилителя ПЧ. Третий вариант — подключить S-метр к линии AGC через подходящую схему преобразования уровня.
В FM-приемниках цепь S-метра должна быть подключена к цепи IF перед любым ограничителем этапы. Некоторые специализированные интегральные схемы для приема FM-сигналов, такие как CA3089 и CA3189, выдают сигнал постоянного тока для управления измерителем 100 мкА S.
Техническая рекомендация R.1 IARU, область 1
Эмуляция ЖК-дисплея S-метр на приемопередатчике Ten Tec Jupiter
В 1930-х годах уже было согласовано, что S9 соответствует 50 мкВ на входной клемме приемника, но это не было мерой получаемой мощности, поскольку входное сопротивление приемников было не стандартизован.
Международный союз радиолюбителей (IARU), регион 1 согласовал техническую рекомендацию по калибровке S-метра для HF и VHF / UHF приемопередатчиков в 1981 году.
IARU, область 1, техническая рекомендация R.1 определяет S9 для диапазонов HF как входную мощность приемника -73 дБм. Это уровень 50 микровольт на входе антенны приемника при условии, что входное полное сопротивление приемника составляет 50 Ом.
Для диапазонов УКВ Рекомендация определяет S9 как входную мощность приемника -93 дБм. Это эквивалентно 5 микровольт на 50 Ом.
Рекомендация определяет, что разница в одну S-единицу соответствует разнице в 6 децибел (дБ), что эквивалентно соотношению напряжений два, или коэффициент мощности четыре.
Сигналы более сильные, чем S9, выдаются с дополнительным рейтингом в дБ, таким образом, «S9 + 20 дБ», или, на словах, «20 децибел больше S9», или просто «20 на 9» (или даже более простое «20 дБ»). над»).
Примеры
Слабый сигнал с уровнем сигнала S2 соответствует принимаемой мощности -115 дБм или 0,40 микровольт RMS на 50 Ом на ВЧ.
Сильный сигнал с уровнем сигнала S8 соответствует принимаемой мощности -79 дБм или 25 микровольт RMS на 50 Ом на ВЧ.
Некоторые генераторы сигналов откалиброваны в дБ выше 1 мкВ и имеют выход в ЭДС. Например, чтобы установить S-показание ВЧ-приемника на S9, установите выходной сигнал генератора сигналов на 34 дБ выше 1 мкВ
| S-показания | ВЧ | ЭДС генератора сигналов | |
|---|---|---|---|
| мкВ (среднеквадратичное значение, относительно 50 Ом) | дБм | дБ выше 1 мкВ | |
| S9 + 10 дБ | 160,0 | -63 | 44 |
| S9 | 50,2 | -73 | 34 |
| S8 | 25,1 | -79 | 28 |
| S7 | 12,6 | -85 | 22 |
| S6 | 6.3 | -91 | 16 |
| S5 | 3,2 | -97 | 10 |
| S4 | 1,6 | -103 | 4 |
| S3 | 0,8 | -109 | -2 |
| S2 | 0,4 | -115 | -8 |
| S1 | 0,2 | -121 | -14 |
Точность
Большинство S-метров на традиционных аналоговых приемниках не откалиброваны и на практике могут обеспечивают только относительную меру мощности сигнала на основе напряжения АРУ приемника. Некоторые S-метры на традиционных аналоговых приемниках откалиброваны для считывания S9 для входного сигнала -73 дБм, но не обеспечивают правильного соответствия 6 дБ на S-единицу.
Часто корреляция между качественным впечатлением радиослушателя об уровне сигнала и фактической мощностью принимаемого сигнала на аналоговом приемнике плохая, потому что АРУ приемника сохраняет выходной аудиосигнал довольно постоянным, несмотря на изменения мощности входного сигнала.
SDR (программно определяемые радиоприемники) по-разному собирают и обрабатывают сигналы и определяют S-показания путем прямого измерения амплитуды радиосигнала. Следовательно, многие системы SDR с разрядностью 14 бит и более точно откалиброваны от одного конца шкалы S до другого прямо из коробки. В тех случаях, когда это не так, через несколько минут с генератором сигнала, чтобы установить опорный уровень, все, что требуется. SDR с низкой битовой глубиной, такие как 8-битная конструкция, могут быть в некоторой степени точными, но поскольку они различают гораздо более грубые различия входных уровней, точность на нижнем конце шкалы S.
Даже при высоком качестве SDR следует помнить, что S-метр измеряет мощность сигнала на 50-омном входе приемника, а не на антенне. Например, если вход радиоприемника составляет 50 Ом, но импеданс антенны значительно выше, передача мощности от антенны в радиостанцию будет страдать, и уровни сигнала будут ниже, чем если бы они были поданы на вход с соответствующим высоким импедансом. Многие антенны различаются по импедансу в разных частотных диапазонах, особенно в случае широкополосных конструкций. Что полезно знать, так это то, что относительные уровни сигнала на любой одной частоте останутся значимыми, даже если они не переходят от одной частоты к другой.
S meter explained
An S meter (signal strength meter) is an indicator often provided on communications receivers, such as amateur radio or shortwave broadcast receivers. The scale markings are derived from a system of reporting signal strength from S1 to S9 as part of the R-S-T system. The term S unit refers to the amount of signal strength required to move an S meter indication from one marking to the next.
Technical description
Analogue S meters are actually sensitive microammeters, with a full scale deflection of 50 to 100 μA. In AM receivers, the S meter can be connected to the main detector or use a separate detector at the final IF stage. This is the preferred method for CW and SSB receivers. Another approach in the days of electronic tubes (valves) was to connect the S meter to the screen grid circuit of the final IF amplifier tube. A third option is to connect the S meter to the AGC line through a suitable level conversion circuit. [1]
In FM receivers, the S meter circuit must be connected to the IF chain before any limiter stages. Some specialized integrated circuits for FM reception like CA3089 and CA3189 provide a DC signal to drive a 100 μA S meter. [2]
IARU Region 1 Technical Recommendation R.1
In the 1930s, it was already agreed that S9 corresponds to 50 μV at the input terminal of the receiver, [3] [4] but this was not a measure of the power received as the input impedance of receivers was not standardized.
The International Amateur Radio Union (IARU) Region 1 agreed on a technical recommendation for S Meter calibration for HF and VHF/UHF transceivers in 1981. [5]
IARU Region 1 Technical Recommendation R.1 defines S9 for the HF bands to be a receiver input power of -73 dBm. This is a level of 50 microvolts at the receiver’s antenna input assuming the input impedance of the receiver is 50 ohms.
For VHF bands the recommendation defines S9 to be a receiver input power of -93 dBm. This is the equivalent of 5 microvolts in 50 ohms. [6]
The recommendation defines that a difference of one S-unit corresponds to a difference of 6 decibels (dB), equivalent to a voltage ratio of two, or power ratio of four.
Signals stronger than S9 are given with an additional dB rating, thus «S9 + 20dB», or, verbally, «20 decibels over S9», or simply «20 over 9» (or even the simpler «20 over»).
Examples
A weak signal with signal strength of S2 corresponds to received power of -115 dBm or 0.40 microvolts RMS in 50 ohms on HF.
A strong signal with signal strength of S8 corresponds to received power of -79 dBm or 25 microvolts RMS in 50 ohms on HF.
Some signal generators are calibrated in dB above 1uV and have an output in emf. For example to set an HF receiver’s S-reading to S9 set the signal generator output to 34 dB above 1uV
| S-reading | HF | Signal Generator emf | |
|---|---|---|---|
| μV (rms, Relative to 50Ω) | dBm | dB above 1uV | |
| S9+10 dB | 160.0 | -63 | 44 |
| S9 | 50.2 | -73 | 34 |
| S8 | 25.1 | -79 | 28 |
| S7 | 12.6 | -85 | 22 |
| S6 | 6.3 | -91 | 16 |
| S5 | 3.2 | -97 | 10 |
| S4 | 1.6 | -103 | 4 |
| S3 | 0.8 | -109 | -2 |
| S2 | 0.4 | -115 | -8 |
| S1 | 0.2 | -121 | -14 |
Accuracy
Most S meters on traditional analog receivers are not calibrated and in practice can only provide a relative measure of signal strength based on the receiver’s AGC voltage. Some S meters on traditional analog receivers are calibrated to read S9 for an input of -73 dBm but do not provide the correct 6 dB per S unit correspondence.
Often the correlation between a radio listener’s qualitative impression of signal strength and the actual strength of the received signal on an analog receiver is poor, because the receiver’s AGC holds the audio output fairly constant despite changes in input signal strength.
Software Defined Radios (SDRs) acquire and process signals differently, and determine S-readings by direct measurement of RF signal amplitude. Consequently, many SDR systems with bit depths of 14-bits or more are accurately calibrated from one end of the S scale to the other right out of the box. In cases where this is not so, a few minutes with a signal generator to set the reference level are all that is required. Low bit depth SDRs such as an 8-bit design can be somewhat accurate, but as they distinguish much coarser differences in input levels, precision at the low end of the S scale will suffer.
Even with a high quality SDR, it is worth keeping in mind that the S meter is measuring the strength of the signal at the 50 ohm input of the receiver, not at the antenna. For example, if the radio’s input is 50 ohms, but the antenna’s impedance is significantly higher, power transfer from the antenna into the radio will suffer, and signal levels will be lower than if they were fed to an input with a matching high impedance. Many antennas vary in impedance over various frequency ranges, particularly in the case of wideband designs. What is useful to know is that the relative signal strengths at any one frequency will remain meaningful, even if they are not from one frequency to another.
See also
Further reading
- . . June 2015 . 99 . 6 . Doug DeMaw, W1FB . What does my S-meter tell me? . 0033-4812 . 49–51.
External links
Notes and References
-
Book: The Radio Amateur’s Handbook . . 1978 . Tony Dorbuck, K1FM . Newington, CT . 256. Book: G.R. Jessop, G6JP . VHF UHF manual . 4th . . 1983 . Potters Bar, UK . 4.38 . 0-900612-63-0. Book: Introduction manual to the National HRO . 1939 . National Company, Inc . Malden, Mass . 6. Book: The Radio Amateur’s Handbook . . 1978 . Tony Dorbuck, K1FM . Newington, CT . 255. International Amateur Radio Union Region I (1981). IARU Region 1 Technical Recommendation R.1. Brighton, England, UK. Book: International Amateur Radio Union Region 1 . 2021 . VHF Managers Handbook, Version 9.01 . Jacques Verleijen, ON4AVJ. 115 .
This article is licensed under the GNU Free Documentation License. It uses material from the Wikipedia article "S meter".
S-метр
S-метр — в технике радиосвязи измеритель силы принимаемого радиосигнала в условных баллах шкалы S.
Шкала S изначально построена на субъективной оценке: от S1 — «чрезвычайно слабый сигнал, едва ощутимый» до S9 — «очень сильный». Понятно, что такая оценка не может быть точной. К тому же все сколько-нибудь серьёзные современные приемники снабжены системой автоматической регулировки усиления, которая делает малоощутимой на слух разницу между «средним», «сильным» и «очень сильным» сигналом. Между тем не составляет труда замерить громкость сигнала (напряжение переменного тока на выходе приёмника) объективно. Проблема заключалась только в том, чтобы принять единое соглашение о калибровке такого измерителя. В 1981 г. для 1-го района Международного радиолюбительского союза (IARU) были выработаны соответствующие технические рекомендации. Согласно им:
- изменение силы сигнала на один балл шкалы S соответствует его изменению на 6 дБ;
- на частотах до 30 МГц за S9 принимается уровень сигнала на входе приемника −73 дБм, на частотах 144 МГц и выше — на 20 дБ ниже, то есть −93 дБм.
Технически S-метр представляет собой вольтметр переменного тока с логарифмической шкалой. В принципе он устроен так же, как индикатор точной настройки, который встречается в радиовещательных приемниках высокого класса; разница только в том, что индикатор не градуируют в каких-то определенных единицах. S-метр калибруют, подавая на антенный вход приемника высокочастотный сигнал определенной величины от генератора сигналов. В соответствии с рекомендациями IARU ряд напряжений на входе приемника, соответствующий шкале S, для коротких волн выглядит так:
| Балл | ВЧ напряжение на антенном входе, мкВ (при входном сопротивлении 50 Ом) | дБм |
|---|---|---|
| S9+10 дБ | 160.0 | −63 |
| S9 | 50 | −73 |
| S8 | 25 | −79 |
| S7 | 12,6 | −85 |
| S6 | 6,3 | −91 |
| S5 | 3,2 | −97 |
| S4 | 1,6 | −103 |
| S3 | 0,8 | −109 |
| S2 | 0,4 | −115 |
| S1 | 0,2 | −121 |
Литература
- Лаповок Я. С. Я строю КВ радиостанцию. — М.:Патриот, 1992
Ссылки
- Радиосвязь
- Радиолюбительская связь
- Радиоприёмники
Wikimedia Foundation . 2010 .
Полезное
Смотреть что такое «S-метр» в других словарях:
Метр (значения) — Метр (τό μέτρον, мерило, единица измерения, критерий): метр, мер окончание сложных названий измерительных приборов: амперметр, ареометр, одометр и т. п. Метр единица измерения длины в системе СИ. Метр основание… … Википедия
метр — 1. МЕТР, а; м. [от греч. metron мера] 1. Основная единица длины в современной системе измерений, равная ста сантиметрам. Доска в шесть метров длины. Ширина дороги пять метров. Высота Исаакиевского собора 101 метр. 2. Линейка, лента такой длины с… … Энциклопедический словарь
Метр (стихи) — Метр (греч. το μέτρον, мера), структурная единица стиха, группа стоп, объединённая иктом, главным ритмическим ударением. Метр бывает односложным и двусложным. В анапестических, трохеических и ямбических стихах метр обычно бывает двусложный,… … Википедия
МЕТР — (греч. мера). 1) стопа в стихе, а также размер ритмического движения в музыке. 2) французская мера длины, десятимиллионная часть четверти земной окружности = 1 арш. и 2,5 верш. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А … Словарь иностранных слов русского языка
Метр (стихотворный) — Метр (греч. το μέτρον, мера), структурная единица стиха, группа стоп, объединённая иктом, главным ритмическим ударением. Метр бывает односложным и двусложным. В анапестических, трохеических и ямбических стихах метр обычно бывает двусложный,… … Википедия
МЕТР — (греч. metron мера) 1) основная единица длины СИ.2) мера длины, воспроизводящая единицу длины метр. Согласно определению, принятому 17 й Генеральной конференцией по мерам и весам (1983), метр длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299 792… … Большой Энциклопедический словарь
МЕТР — 1. МЕТР1, метра, муж. (греч. metron мера). Международная единица длины, равная одной сорокамиллионной части меридиана. Метр равен 1,4061 аршина. Метр содержит сто сантиметров. Кубический метр. Комната в 10 квадратных метров. || Металлическая,… … Толковый словарь Ушакова
МЕТР — 1. МЕТР1, метра, муж. (греч. metron мера). Международная единица длины, равная одной сорокамиллионной части меридиана. Метр равен 1,4061 аршина. Метр содержит сто сантиметров. Кубический метр. Комната в 10 квадратных метров. || Металлическая,… … Толковый словарь Ушакова
МЕТР — 1. МЕТР1, метра, муж. (греч. metron мера). Международная единица длины, равная одной сорокамиллионной части меридиана. Метр равен 1,4061 аршина. Метр содержит сто сантиметров. Кубический метр. Комната в 10 квадратных метров. || Металлическая,… … Толковый словарь Ушакова
метр — 1. МЕТР1, метра, муж. (греч. metron мера). Международная единица длины, равная одной сорокамиллионной части меридиана. Метр равен 1,4061 аршина. Метр содержит сто сантиметров. Кубический метр. Комната в 10 квадратных метров. || Металлическая,… … Толковый словарь Ушакова
метр — 1. МЕТР1, метра, муж. (греч. metron мера). Международная единица длины, равная одной сорокамиллионной части меридиана. Метр равен 1,4061 аршина. Метр содержит сто сантиметров. Кубический метр. Комната в 10 квадратных метров. || Металлическая,… … Толковый словарь Ушакова
S-метр и измеритель выходной мощности радиостанции
S-метр (или С-метр) – индикатор который существует почти на любой современной радиостанции гражданского диапазона. S-метр (С-метр) показывает силу сигнала на входе в радиостанцию! На некоторых радиостанциях, например, Yosan Turbo или Alan 48 Excel S-метр реализован как дополнительный стрелочный прибор, так как он более точно отражает небольшие изменения в уровне входного сигнала. Учитывая, что радиостанция может полноценно работать при уровне входного сигнала от миллионных долей вольта до единиц вольт, во всем мире для удобства была принята единая логарифмическая система оценки этого уровня по баллам.
S-метр и баллы
Например, сигнал в 9 баллов по S-метру соответствует напряжению на входе приемника в 50 мкВ (50 миллионных вольта). Если напряжение будет вдвое меньше, S-метр покажет на 1 балл меньше, если же оно будет в 4 раза меньше, S-метр покажет на 2 балла меньше и так далее. Если же напряжение будет больше 50 мкВ, то S-метр покажет прибавку в децибелах относительно уровня в 50 мкВ.
Например, показание S-метра «9+30» соответствует уровню входного сигнала в 1,5 мВ на входе приемника (физически 1 балл соответствует 6-ти децибелам). Возможно, такая система оценки уровня входного сигнала кажется слишком сложной, но по ряду причин, вызванных конструктивными особенностями аппаратуры и традициями, она целесообразна, и настоятельно рекомендуется научиться ей пользоваться. Следует также знать, что при прочих равных условиях увеличение выходной мощности аппаратуры в 4 раза приводит к возрастанию её сигнала на 1 балл. На ЖКИ S-метр, как правило, реализован в виде шкалы, состоящей из ряда сегментов, обозначенных цифрами, которые соответствуют уровню входного сигнала в баллах. Чаще всего это не полная гребенка из девяти или более сегментов, а только часть фиксированных уровней.
При повседневном использовании подобного прибора вполне хватает для контроля работы своей аппаратуры и аппаратуры корреспондентов, с которыми Вы связываетесь. К сожалению, на аппаратуре связи гражданского диапазона заводы-изготовители S-метры, как правило, не калибруют, и их показания далеки от реальности. Впрочем, это не мешает пользоваться ими для приблизительной оценки сигнала.
Таблица для оценки разбираемости и силы сигнала при помощи S-метра
Разбираемость сигнала оценивается на слух по пятибалльной шкале. Сила сигнала измеряется S-метром и оценивается в баллах от 0 до 9. Сигнал превышающий 9 баллов указывается как превышение в дБ сигнала 9 баллов. Оценка 9+30 означает что сигнал превышает 9 баллов на 30дБ.
| Разбираемость сигнала (R) | Сила сигнала (S) в баллах | мкВ | ||
| 1 | Сигнал не разбираю, прием невозможен |
1 | Едва слышно, прием невозможен |
0,24 |
| 2 | Едва разборчивы отдельные слова |
2 | Очень слабый сигнал, прием практически невозможен |
0,49 |
| 3 | Разборчиво с большим трудом (30-50% информации) |
3 | Слабый сигнал, прием с большим напряжением |
0,97 |
| 4 | Достотаточно разборчиво (50-80% информации) |
4 | Слабый сигнал, прием с небольшим напряжением |
1,9 |
| 5 | Совершенно разборчивый сигнал (100% информации) |
5 | Громкость удовлетворительная, прием почти без напряжения |
3,9 |
| 6 | Уверенный сигнал, прием без напряжения |
7,7 | ||
| 7 | Умеренно громкий сигнал |
15 | ||
| 8 | Громкий сигнал | 31 | ||
| 9 | Очень громкий сигнал |
61 | ||
| +10 | Превышение 9 балов на 10дБ | 190 | ||
| +20 | Превышение 9 балов на 20дБ | 610 | ||
| +30 | Превышение 9 балов на 30дБ | 1900 | ||
| +40 | Превышение 9 балов на 40дБ | 6100 | ||
Таблица пересчета децибел в отношения мощностей (на прием)
| Децибелы (дБ) |
Отношение мощностей (в разах) |
| 0 | 1,00 |
| +1 | 1,26 |
| +2 | 1,58 |
| +3 | 2,00 |
| +4 | 2,51 |
| +5 | 3,16 |
| +6 | 3,98 |
| +7 | 5,01 |
| +8 | 6,31 |
| +9 | 7,94 |
| +10 | 10,0 |
| +20 | 100 |
| +30 | 1000 |
| +40 | 10000 |
| +50 | 100000 |
Индикатор выходной мощности радиостанции
В большинстве случаев совмещен с S-метром. На приеме индицируется уровень входного сигнала, на передаче – выходная мощность. Меняются только численные значения над рядом сегментов. К сожалению, практически на всех радиостанциях данная функция реализована схемотехнически некорректно и прибор показывает цифры, весьма далекие от реальности, но изредка по нему все-таки можно определить наличие серьезных нарушений в работе. В целом, из-за безобразного схемотехнического воплощения данная функция использоваться не может.