Введение
Индикатор силы радиосигнала
S-метр (измеритель силы сигнала) – это индикатор, часто встречающийся в приемниках связи, таких как любительские или коротковолновые радиоприемники. Деления шкалы основаны на системе оценки силы сигнала от S1 до S9, являющейся частью системы R S T. Термин "единица S" обозначает величину силы сигнала, необходимую для перемещения показания S-метра с одной отметки на другую.
Техническое описание
Аналоговые S-метры по сути являются чувствительными микроамметрами с полным отклонением от 50 до 100 мкА. В AM-приемниках S-метр может быть подключен к главному детектору или использовать отдельный детектор на последней каскаде промежуточной частоты (ПЧ). Это предпочтительный метод для CW и SSB-приемников. Другой подход, использовавшийся в эпоху электронных ламп, заключался в подключении S-метра к цепи экранной сетки выходной лампы усилителя ПЧ. Третий вариант – подключить S-метр к линии автоматической регулировки усиления (АРУ) через соответствующую схему согласования уровней. В FM-приемниках схема S-метра должна быть подключена к цепи ПЧ до любых ограничительных каскадов. Некоторые специализированные интегральные схемы для FM-приема, такие как CA3089 и CA3189, выдают постоянный сигнал для управления S-метром с током полного отклонения 100 мкА.
IARU Регион 1 Техническая рекомендация R.1
В 1930-х годах уже было установлено, что S9 соответствует 50 мкВ на входной клемме приемника, однако это не являлось мерой принятой мощности, поскольку входное сопротивление приемников не было стандартизовано. Международный союз радиолюбителей (IARU) Регион 1 согласовал техническую рекомендацию по калибровке S-метров для КВ и УКВ/СВЧ трансиверов в 1981 году. Техническая рекомендация IARU Регион 1 R.1 определяет S9 для КВ-диапазонов как мощность, поступающую на вход приемника, равную 73 дБм. Это соответствует уровню 50 микровольт на антенном входе приемника при входном сопротивлении 50 Ом. Для диапазонов УКВ рекомендация определяет S9 как мощность, поступающую на вход приемника, равную 93 дБм. Это эквивалентно 5 микровольтам при сопротивлении 50 Ом. В рекомендации также указано, что разница в одну S-единицу соответствует разнице в 6 децибел (дБ), что эквивалентно коэффициенту напряжения, равному двум, или коэффициенту мощности, равному четырем. Сигналы, превышающие уровень S9, указываются с дополнительной оценкой в децибелах, например, "S9 + 20dB", или, устно, "20 децибел выше S9", или просто "20 выше 9" (или даже проще – "20 выше").
Примеры
Слабый сигнал с уровнем сигнала S2 соответствует принятой мощности 115 дБм или 0,40 микровольта RMS в 50 Ом на КВ. Сильный сигнал с уровнем сигнала S8 соответствует принятой мощности 79 дБм или 25 микровольт RMS в 50 Ом на КВ. Некоторые генераторы сигналов калиброваны в дБ выше 1 мкВ и имеют выходное напряжение в ЭДС. Например, чтобы установить показание S КВ-приемника на S9, установите выход генератора сигнала на 34 дБ выше 1 мкВ.
Показания S КВ Генератор сигналов ЭДС мкВ (среднеквадратичное, относительно 50 Ом) дБм дБ выше 1 мкВ S9+10 дБ 160,0 6344 S9 50,2 7334 S8 25,1 7928 S7 12,6 8522 S6 6,3 9116 S5 3,2 9710 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 калиброваны и на практике могут предоставлять лишь относительную оценку силы сигнала, основанную на напряжении автоматической регулировки усиления (АРУ) приемника. Некоторые S-метры на традиционных аналоговых приемниках калиброваны для показа S9 при входном сигнале 73 дБм, но не обеспечивают корректного соответствия в 6 дБ на единицу S. Зачастую корреляция между субъективным восприятием силы сигнала слушателем и фактической силой принятого сигнала на аналоговом приемнике невелика, поскольку АРУ приемника поддерживает аудиовыход относительно постоянным, несмотря на изменения силы входного сигнала. Программно-определяемые радиоприемники (SDR) принимают и обрабатывают сигналы иначе, определяя показания S путем непосредственного измерения амплитуды радиочастотного сигнала. Следовательно, многие SDR-системы с разрядностью 14 бит и более точно откалиброваны по всей шкале S сразу после извлечения из упаковки. В тех случаях, когда это не так, потребуется всего несколько минут с генератором сигнала для установки опорного уровня. SDR с малой разрядностью, например, 8-битные, могут быть в некоторой степени точными, но поскольку они различают гораздо более грубые различия во входных уровнях, точность в нижней части шкалы S будет снижена. Даже при использовании высококачественного SDR важно помнить, что S-метр измеряет силу сигнала на 50-омном входе приемника, а не на антенне. Например, если входное сопротивление радио составляет 50 Ом, а импеданс антенны значительно выше, передача мощности от антенны к радио будет ухудшаться, и уровни сигнала будут ниже, чем при подаче на вход с соответствующим высоким импедансом. Многие антенны имеют различное импедансное сопротивление в разных частотных диапазонах, особенно в случае широкополосных конструкций. Важно понимать, что относительная сила сигнала на любой конкретной частоте останется значимой, даже если она не будет одинаковой для разных частот.