Fyrsta og jafnvel einasta mælitækið sem margir amatörar komast í kynni við er fjölmælirinn sem er innibyggður í flest sendiviðtæki. Með honum er venjulega hægt að mæla styrk á mótteknu merki, afl út frá sendi, standbylgjuhlutfall og sitt hvað fleira.
Í þessari grein ætla ég að fjalla um styrkmælinn eða S-mælinn eins og hann er venjulega kallaður. Farið var að nota S-einingar á fjórða áratug fyrri aldar (Art Braaten, W2BSR). Upprunalega frá 1 til 5 en var fljótlega breitt í það horf sem við þekkjum, það er að segja 1 til 9. S9 er mjög sterkt merki en S1 heyrist varla [1] (ábendingar um ritverk og heimildir eru í lok þessa þáttar). Seinna komu óskir um að miða S-kvarðann við ákveðið fáanlegt afl og að skilgreina aflmun á milli S-eininga.
IARU hefur oftar en einu sinni rætt þessi mál og gert ályktanir þar að lútandi [2] [3]. Mér virðist sem flestir amatörar séu í dag sammála um eftirfarandi fyrir HF og lægri tíðnir:
Ef loftnetsinngangur viðtækisins er 50 ohm, á merki sem er 50 míkróvolt að gefa 9 á S-mæli. Sé merkið nú deyft 6 dB (spennan 25 míkróvolt) á mælirinn að sýna 8. Sé merkið aftur deyft 6 dB (spennan 12,5 míkróvolt) á mælirinn að sýna 7 og svo framvegis. Þetta þýðir að S1 er 48 dB undir S9. Ef þú ert farinn að ryðga í að nota dB skoðaðu þá [4].
Á tíðnum yfir 144 MHz (sumir segja yfir 30 MHz) er S-kvarðinn 20 dB næmari. Merki sem er S9 + 20 dB á þessum tíðnum er þá S9 á HF. Oft er þægilegt að miða S-kvarðann við afl gefið í dBm (núll dBm er = 1 mW). S9 er - 73 dBm og S1 er - 121 dBm eins og sjá má í töflu 1.
S-mælir |
Afl (dBm) |
Spenna yfir 50 ohm |
S9 + 60dB |
-13 |
50 mV |
S9 + 50 dB |
- 23 |
15,9 mV |
S9 + 40 dB |
- 33 |
5 mV |
S9 + 30 dB |
- 43 |
1,6 mV |
S9 + 20 dB |
- 53 |
0,5 mV |
S9 + 10 dB |
- 63 |
0,16 mV |
S9 |
- 73 |
50 µV |
S8 |
- 79 |
25 µV |
S7 |
- 85 |
12,5 µV |
S6 |
- 91 |
6,3 µV |
S5 |
- 97 |
3,1 µV |
S4 |
-103 |
1,6 µV |
S3 |
-109 |
0,8 µV |
S2 |
-115 |
0,4 µV |
S1 |
-121 |
0,2 µV |
Tafla 1. S-einingar afl og og spenna
Þegar bera á saman loftnet eða styrk stöðva innan ákveðinna nákvæmnismarka þurfum við kvarðað mælitæki.
Í fljótu bragði virðist S-mælirinn vera undra góður. Getur mælt afl frá - 13 dBm niður í - 121 dBm (eða jafnvel niður í - 127 dBm ef "S0" er tekið með. Meira um "S0" seinna í þessari grein) með mismunandi valvísi og yfir stórt tíðnisvið.
Svona tæki, þokkalega nákvæmt ætti eiginlega að kosta meira en allt sendiviðtækið. Við verðum því ekkert hissa þó einhverjir gallar finnist á mælinum.
Mynd 1. Mælingar á Yaesu FT-757GX. Tíðni 14,1 MHz. Þegar S-mælirinn sýnir 1 og formagnarinn er í notkun hefði hann átt að sýna rúmlega 3. Mælt með R&S sveiflugjafa SMPC (1986-07-23)
Mynd 1 sýnir árangurinn að mælingum á Yaesu FT-757GX sendiviðtæki með og án formagnara. Þegar S-mælirinn sýnir 1 og formagnarinn er í notkun hefði hann átt að sýna rúmlega 3. Skekkjan fer svo minkandi þar til mælirinn er réttur nálægt S5. Eftir það sýnir mælirinn of mikið. Þegar mælirinn fer frá S1 til S9 hefur hann í raun bara farið frá 3,2 til 8 eða tæplega 5 S einingar.
Hugsum okkur nú að þú sért í sambandi við amatör NN sem ætlar að bera saman tvö loftnet. Þú notar ekki formagnarann og S-mælirinn sýnir S1. Þegar NN sendir á sínu nýja stefnuloftneti sýnir mælirinn þinn S4 og þú getur glatt hann með að nú sé hann 18 dB sterkari, rosa gott loftnet miðað við gamla dípólinn.
Ef betur er að gáð eru þetta ekki 18 dB, en bara 6 dB sem er eðlilegra og alveg viðunandi. Ef tilraunin er endurtekin með formagnara verður niðurstaðan 6 dB, sem er raunar rétt en ögn daufara merki (frá S5 til S7) hefði gefið 12 dB sem mun á milli loftneta.
Svo segja má að tilviljun ein ráði hvaða dóm nýja loftnetið fær. Sitt hvað fleira er hægt að lesa úr mynd 1. Mögnunin í formagnaranum er um það bil 20 dB en ef lesið er af S-mæli með og án formagnara lítur út fyrir að mögnunin sé 30 til 40 dB!
Mynd 2. Mælingar á ICOM IC-706. Tíðni 14,3 MHz. Mælt með HP sveiflugjafa 8640A (2002-05-26)
Á mynd tvö er sýndur árangurinn af mælingum á IC-706 með formagnarann í notkun. Tækið hefur skjá og sýnir bara heilar S-einingar sem svarta flekki. Hér er x-ásinn merktur með afli sem samsvarar S-einingunum 1 til 9. Mælirinn sýndi S1 við - 109 dBm en hefði átt að sýna S3. Þegar aflið var aukið um 1 dB steig hann til S2. Það er bara 3 dB munur á S1 og S4 í staðinn fyrir 18 dB. Ég hef ekki tekið með mælingarnar yfir S9, læt bara nægja að fullyrða að einnig þar er þörf á kvörðun.
Á heimasíðu W8WWV [5] er að finna mælingar á fjölmörgum sendiviðtækjum og virðast mér niðurstöðurnar staðfesta kvörðunarþörfina ef nota skal S-mælinn til að mæla afl eða til samanburðarmælinga. Sjáið töflu 2. en þar kemur fram að ekkert af tækjunum hefur 48 dB á milli S1 og S9.
| Tæki (framl/tegund) |
Fjöldi db milli S1 og S9 |
| Icom 756 PRO | 17 |
| Icom 756 | 23 |
| Icom 706 | 16 (með formagnara) |
| Icom 706 MIIG | 26 |
| Icom 765 | 25 |
| Yaesu 757GX | 28 (með formagnara) |
| Yaesu FT-920 | 28 |
| Kenwood TS-440 | 31 |
| Kenwood TS-830 | 28 |
Tafla 2. Hér er sýnd aflbreyting í dB sem þarf
til að S-mælir fari frá S1 til S9. Mínar mælingar
eru gerðar með formagnara en aðrar niðurstöður
eru sóttar á heimasíðu W8WWV en hann mældi
án formagnara á 14,2 MHz.
Þetta þýðir að flest tæki hafa of lítið bil á milli S-eininga og er þetta verst neðst á kvarðanum. Þar að auki virðist nokkuð tilviljanakent hversu sterkt merki þarf til að S-mælirinn sýni S9.
Um það og margt annað athyglisvert er fjallað í [6]. Þangað hef ég sótt tölurnar í töflu 3 um næmleika mismunani tækja. Það er athyglisvert að SB104 þarf meira en 28 dB sterkara merki en FT101E til að sýna S9.
| Tæki | Næmni S9 (µV) |
| FT101E | 10 |
| IC701 | 20 |
| TR7 | 20 |
| FT301S | 30 |
| FT301 | 95 |
| Atlas 350 XL | 150 |
| TS-120V | 180 |
| FT7 | 180 |
| TS-820 | 200 |
| SB104 | 265 |
Tafla 3. Hér er sýnt hversu háa
spennu þarf að leggja á loftnets-
inngang til að tækismælir sýni S9
S-kvarðinn nær bara frá 1 til 9 en S-mælar eru oft með kvarða upp til 60 dB yfir S9.
Sumir tækjaframleiðendur láta kvarðann byrja á núll (þó S-kvarðinn sé bara skilgreindur niður i S1). Þetta er óheppilegt því eins og við höfum séð geta flestir S-mælar ekki einu sinni mælt - 109 dBm (S2) hvað þá - 127 dBm (S1 - 6 dB).
Margir amatörar vita þetta ekki og í staðinn fyrir að "gefa styrk eftir eyranu" lesa þeir beint af mæli og gefa 5 og 1 sem þýðir "Ég les þig fullkomlega en heyri þig varla".
Réttara er þá ef læsileikinn er 5 að gefa 5 og 2 eða 5 og 3. Ef kvarðinn er teygður niður til 0 þýðir 5 og 0 sennilega "Ég les þig fullkomlega en heyri ekkert í þér".
Ég álít að með ókvarðaðan S-mæli sé oft betra að nota eyrað og ekki trúa í blindni á mælinn.
[1] Námsefni til nýliðaprófs, eftir Kristján Benediktsson, TF3KB.
[2] IARU Region 1 Conference in Miskolc-Tapolca 1978.
IARU Region I adopts as a provisional standard the value of 6 dB for the "S-point", and this value will recommended to manufacturers of equipment.
[3] IARU Region 1 VHF/UHF/SHF Committee in Düsseldorf April 1989.
The S9 reference level for frequency bands above 144 MHz is -93 dBm available signal power at the receiver input.
[4] http://www.ira.is skoðaðu Námsefni, Desibel
[5] http://www.seed-solutions.com/gregordy
[6] A calibrated S-meter eftir Robert J. Zavrel, Jr. W7SX. Ham Radio janúar 1986 blaðsíðu 23 til 27
73 de TF5SJ/LA0BX Sigfús Jónsson
Til baka efst á síðu