S meter

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Not to be confused with Field strength meter,
nor with S-units used in mathematics.

S-Meter of a Ten-Tec Orion amateur radio transceiver.
An S meter (signal strength meter) is an indicator often provided on communications receivers, such as amateur radio receivers 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 can be used to refer to the amount of signal strength required to move an S meter indication from one marking to the next.

Technical description[edit]

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]
In most consumer grade desktop tube receivers and in some military receivers the S meter was replaced with a magic eye tube.

IARU Region 1 Technical Recommendation R.1[edit]


LCD emulation of an S meter on the Ten Tec Jupiter transceiver
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 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[edit]

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-readingHFSignal Generator emf
μV (rms, Relative to 50Ω)dBmdB above 1uV
S9+10dB160.0-6344
S950.2-7334
S825.1-7928
S712.6-8522
S66.3-9116
S53.2-9710
S41.6-1034
S30.8-109-2
S20.4-115-8
S10.2-121-14

Accuracy[edit]

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.
SDRs (Software Defined Radios) 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[edit]

References[edit]

  1. ^ Tony Dorbuck, K1FM, ed. (1978). The Radio Amateur's Handbook. Newington, CT: American Radio Relay League. p. 256.
  2. ^ G.R. Jessop, G6JP (1983). VHF UHF manual (4th ed.). Potters Bar, UK: Radio Society of Great Britain. p. 4.38. ISBN 0-900612-63-0.
  3. ^ Introduction manual to the National HRO. Malden, Mass: National Company, Inc. 1939. p. 6.
  4. ^ Tony Dorbuck, K1FM, ed. (1978). The Radio Amateur's Handbook. Newington, CT: American Radio Relay League. p. 255.
  5. ^ International Amateur Radio Union Region I (1981). IARU Region 1 Technical Recommendation R.1. Brighton, England, UK.
  6. ^ Michael Kastelic, OE1MCU, ed. (2010). VHF Managers Handbook, Version 5.42. International Amateur Radio Union Region 1. p. 116.

Further reading[edit]

External links[edit]







em portugues



Medidor de S

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Não deve ser confundido com medidor de força de campo ou unidade S.
S-Meter de um transceptor de rádio amador Ten-Tec Orion.

Um medidor S (medidor de força do sinal) é um indicador frequentemente fornecido em receptores de comunicação , como rádio amador ou receptores de transmissão de ondas curtas . As marcações da escala são derivadas de um sistema de comunicação da intensidade do sinal de S1 a S9 como parte do sistema RST . O termo unidade S refere-se à quantidade de força do sinal necessária para mover uma indicação do medidor S de uma marcação para a próxima.

Descrição técnica [ editar ]

Os medidores analógicos S são na verdade microamperímetros sensíveis , com uma deflexão de escala total de 50 a 100 μA. Em receptores AM, o medidor S pode ser conectado ao detector principal ou usar um detector separado no estágio final de FI . Este é o método preferido para receptores CW e SSB . Outra abordagem nos dias de válvulas eletrônicas (válvulas) era conectar o medidor S ao circuito de grade de tela do tubo amplificador de FI final. Uma terceira opção é conectar o medidor S à linha AGC através de um circuito de conversão de nível adequado. [1]

Em receptores FM, o circuito do medidor S deve ser conectado à cadeia IF antes de qualquer estágio do limitador. Alguns circuitos integrados especializados para recepção FM como CA3089 e CA3189 fornecem um sinal DC para acionar um medidor de 100 μA S. [2]

Recomendação Técnica R.1 da Região 1 da IARU [ editar ]

Emulação LCD de um medidor S no transceptor Ten Tec Jupiter

Na década de 1930, já era acordado que S9 corresponde a 50 μV no terminal de entrada do receptor, [3] [4] mas isso não era uma medida da potência recebida, pois a impedância de entrada dos receptores não era padronizada.

A Região 1 da União Internacional de Radioamadores (IARU) concordou com uma recomendação técnica para calibração do medidor S para transceptores de HF e VHF / UHF em 1981. [5]

A Recomendação Técnica R.1 da Região 1 da IARU define S9 para as bandas de HF como uma potência de entrada do receptor de -73 dBm . Este é um nível de 50 microvolts na entrada da antena do receptor, assumindo que a impedância de entrada do receptor é de 50 ohms .

Para bandas de VHF a recomendação define S9 como uma potência de entrada do receptor de -93 dBm . Isso é o equivalente a 5 microvolts em 50 ohms. [6]

A recomendação define uma diferença de uma unidade S corresponde a uma diferença de 6 decibéis (dB), equivalente a uma relação de tensão de dois, ou relação de potência de quatro.

Sinais mais fortes que S9 são fornecidos com uma classificação adicional de dB, portanto "S9 + 20dB", ou, verbalmente, "20 decibéis sobre S9", ou simplesmente "20 sobre 9" (ou mesmo o mais simples "20 sobre").

Exemplos [ editar ]

Um sinal fraco com força de sinal de S2 corresponde a uma potência recebida de -115 dBm ou 0,40 microvolts RMS em 50 ohms em HF.

Um sinal forte com intensidade de sinal de S8 corresponde à potência recebida de -79 dBm ou 25 microvolts RMS em 50 ohms em HF.

Alguns geradores de sinal são calibrados em dB acima de 1uV e possuem saída em fem. Por exemplo, para definir a leitura S de um receptor de HF para S9, defina a saída do gerador de sinal para 34 dB acima de 1uV

S-leituraHFGerador de sinal emf
μV (rms, relativo a 50Ω)dBmdB acima de 1uV
S9 + 10dB160.0-6344
S950.2-7334
S825.1-7928
S712.6-8522
S66.3-9116
S53.2-9710
S41.6-1034
S30.8-109-2
S20.4-115-8
S10.2-121-14

Precisão [ editar ]

A maioria dos medidores S em receptores analógicos tradicionais não são calibrados e, na prática, só podem fornecer uma medida relativa da intensidade do sinal com base na tensão AGC do receptor. Alguns medidores S em receptores analógicos tradicionais são calibrados para ler S9 para uma entrada de -73 dBm , mas não fornecem a correspondência correta de 6 dB por unidade S.

Freqüentemente, a correlação entre a impressão qualitativa de um ouvinte de rádio da força do sinal e a força real do sinal recebido em um receptor analógico é ruim, porque o AGC do receptor mantém a saída de áudio razoavelmente constante, apesar das mudanças na força do sinal de entrada.

Os Rádios Definidos por Software (SDRs) adquirem e processam sinais de forma diferente e determinam leituras S por medição direta da amplitude do sinal de RF. Conseqüentemente, muitos sistemas SDR com profundidades de bits de 14 bits ou mais são calibrados com precisão de uma extremidade da escala S à outra imediatamente. Nos casos em que não é assim, bastam alguns minutos com um gerador de sinal para definir o nível de referência. SDRs de baixa profundidade de bits, como um design de 8 bits, podem ser um pouco precisos, mas como eles distinguem diferenças muito mais grosseiras nos níveis de entrada, a precisão na extremidade inferior da escala S será prejudicada.

Mesmo com um SDR de alta qualidade, vale lembrar que o medidor S está medindo a força do sinal na entrada de 50 ohms do receptor, não na antena. Por exemplo, se a entrada do rádio for de 50 ohms, mas a impedância da antena for significativamente maior, a transferência de energia da antena para o rádio sofrerá e os níveis de sinal serão mais baixos do que se fossem alimentados a uma entrada com alta impedância correspondente. Muitas antenas variam em impedância em várias faixas de frequência, particularmente no caso de projetos de banda larga. O que é útil saber é que as intensidades relativas do sinal em qualquer frequência permanecerão significativas, mesmo que não sejam de uma frequência para outra.

Veja também [ editar ]

Referências [ editar ]

  1. ^ Tony Dorbuck, K1FM, ed. (1978). Manual do Radioamador . Newington, CT: American Radio Relay League . pág. 256.
  2. ^ GR Jessop, G6JP (1983). Manual de VHF UHF (4ª ed.). Potters Bar, Reino Unido: Radio Society of Great Britain . pág. 4.38. ISBN 0-900612-63-0.
  3. ^ Manual da introdução ao HRO nacional . Malden, Mass: National Company, Inc. 1939. p. 6.
  4. ^ Tony Dorbuck, K1FM, ed. (1978). Manual do Radioamador . Newington, CT: American Radio Relay League . pág. 255.
  5. ^ Região amadora internacional da união da rádio I (1981). Recomendação Técnica IARU Região 1 R.1 . Brighton, Inglaterra, Reino Unido.
  6. ^ Michael Kastelic, OE1MCU, ed. (2010). Manual do Administrador de VHF, Versão 5.42 . União Internacional de Radioamadores Região 1. p. 116.

Leitura adicional [ editar ]

Links externos [ editar ]














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