S-enhet - Effekt - antennförstärkning?

SM6POP

Well-Known Member
Hamnade i en diskussion om hur mycket effekt som krävs för att öka en s-enhet hos motstationen.
I min "bok" så är en s-enhet 6db och för att öka en s-enhet så krävs nästan en fyrdubbling av effekten hos sändarens effekt för att öka en s-enhet.
Stämmer detta?
 

Attachments

  • Resized_20210911_194932.jpeg
    Resized_20210911_194932.jpeg
    253.7 KB · Views: 6
  • Resized_20210911_201835.jpeg
    Resized_20210911_201835.jpeg
    269.4 KB · Views: 6

SM5OCI

Well-Known Member
I teorin, ja.

I praktiken, tja... Hur vet du att effektmätaren är korrekt kalibrerad? Hur vet du att mottagarens S-meter är rätt kalibrerad?

Jag vill minnas att jag läst om att S-metern inte var rätt kalibrerad på en radio, och då var det ändå en "premiumradio", en Elecraft K3.

Mer kunniga personer än jag kommer säker att skriva ännu bättre i ämnet.

SM5OCI Per
 

SM0AOM

Well-Known Member
I teorin är det så...
Men sedan mycket länge har amatörradiomateriel haft en indelning på någonstans mellan 2 och 4 dB per S-enhet.
Primärt sammanhänger detta med AGC-tröskeln hos moderna mottagare.
S-meter skalan var ursprungligen härledd från AM-mottagare utan AGC-tröskel.

För snart 50 år skrev min sedermera Televerks- och fartygsradiokollega SM5BML dessa visdomsord i QTC:
1631384239586.png
Detta fenomen fanns som sagt för en mansålder sedan, och har inte direkt blivit bättre.
Undantaget är en del SDR-mottagare som kan fås att visa absolutnivåer av insignaler, eftersom de
saknar AGC i traditionell mening.

Om man envisas med att försöka jämföra signalnivåer mellan t.ex. olika antenner via mätares utslag istället för med öronen,
rekommenderas att investera i en apparat som den nedan till höger i bilden nedan:

1631384597233.png
 
Last edited:

SM6VJE

Well-Known Member
Ok, om jag bestämmer mig för att göra så korrekta mätningar det går, hur mycket får jag då betala för en sådan apparat? :)
 

SM6POP

Well-Known Member
Så är det men förutsättningarna i diskussionen vi hade före jag skrev här är teoretiska och med en rättvisande s-mätare och inte en AGC som påverkar signalen i mottagaren. Kunde inte motstå att testa i labbet med en signalgenerator mot min referensstation och en fyrdubbling av effekten gav nästan exakt en s-enhet med låg insignal. Mer synpunkter är välkomna.
 

SA0BUX

Old Member
Ok, om jag bestämmer mig för att göra så korrekta mätningar det går, hur mycket får jag då betala för en sådan apparat? :)
En begagnad R&S ESH 3 ligger ute för runt 40 KSEK på ebay ser jag, men priset kan nog variera en hel del.
 

SM6POP

Well-Known Member
Referensstaionen är inget märkvärdigt, en FT-890 men om man mäter den så har den en hyfsat linjär s-mätare när jag kör den mot signalgeneratorn och den har i service-manualen angivna specs vid sinad-mätning, men som jag skrev är det det teoretiska värdet som gäller annars blir det hopplöst med alla parametrar som som skiljer mellan olika stationer med varierande s-mätare och AGC. Fler kommentarer tas tacksamt emot.
73 de SM6POP - Anders
 

SM5DFF

Well-Known Member
En enda mottagare har jag råkat på vars S-mätare följde 6 dB-normen över hela skalan, det var en Collins 75A4.

Lennart
 

SM6POP

Well-Known Member
Hehe, precis, det kan vara så dålig förbindelse att operatörerna får fråga om flera gånger vad motstationen skrev ..--.. men när det kommer till rapporten så är det 599
 

SM0AOM

Well-Known Member
"S-metern" är den enskilt viktigaste delen hos en radioapparat för stickproppsamatörerna, men fenomenet med "S-meterrapporter" är känt sedan "hedenhös". SM5AGB(SK) som såg radioamatören i skrattspegeln redan på 40-talet hade denna kommentar för 70 år sedan:



1631426678924.png

Vi yrkesfolk som använder den grova QSA/QRK-skalan med på sin höjd fem intervall ler lite i mjugg åt dessa synsätt.

För att förstå hur S-metern arbetar är det nödvändigt att först inse att den "vanliga S-metern" ingår i ett reglersystem, där det finns minst en reglerslinga. Genom att likrikta MF-signalen vid utgången och sedan låta denna styra förstärkningen i signalkedjan så erhålls ett samband mellan ingångssignal och reglerspänning som grovt är
logaritmiskt, alltså U(AGC) = k * log(Uin). Basen på logaritmen och proportionalitetsfaktorn k varierar påtagligt
mellan olika implementeringar. Ett instrument anslutet till AGC-spänningen kommer då att visa insignalen i logaritmiska mått, t.ex. dBm. För att ytterligare krångla till det så förekommer det numera ofta flera reglerslingor vilka arbetar över olika delar av signalkedjan. Sambandet mellan insignal och AGC-spänning avviker då från det logaritmiska, vilket gör det nödvändigt med korrektionsfaktorer i hårdvara eller programvara, som t.ex. i Standard Radio CR91.

1631425477635.png

För att sådana system ska fungera så måste de ha signaler att arbeta med, och den lägsta signalnivån blir begränsad av det termiska mottagarbruset samt av den yttre brusnivån.

Förr i tiden, när S-meterskalan först kom till, var den yttre brusnivån låg, och man bestämde lite godtyckligt att S9 var 100 µV EMK ingångsspänning, och sedan halverades spänningen för varje S-enhet. "S1" blev därför c:a 0,5 µV, vilket
var ganska representativt för brusnivån mitt på dagen på t.ex. 14 MHz för en mansålder sedan. Mottagarbruset hos en samtida mottagare motsvarade 0,1 µV ingångsspänning vilket kunde börja försummas jämfört med den yttre brusnivån.
1631425583986.png

Av praktiska skäl finns det oftast ett tröskelvärde som insignalen måste överskrida för att börja påverka AGC och därmed S-metern. Var denna tröskel ligger är tillverkarberoende, men ligger ofta c:a 20 dB över känslighetsgränsen eller "S0".

FT-890 har nämnts. Det verkar inte finnas några individuella inställningar för dess S-meter annat än att fullskaleutslag ställs in med en signal av 100 mV EMK. Sedan förväntas "S9" vara mellan 80 och 125 µV EMK. Vad som händer längre ned på skalan framgår inte.

1631424487015.png

SDR har ändrat spelplanen genom att möjliggöra mätning av absoluta signalnivåer utan att ta omvägen över AGC-systemet. En av auktoriteterna på mottagardesign, DJ2LR (som har fått hålla med figurer ur sin lärobok i ämnet) skriver så här om S-metrar och SDR:

1631424373610.png

Dock kan man mäta noga även utan att använda SDR.
En "mätmottagare" som t.ex. Rohde&Schwarz ESH3 använder det klassiska knepet inom mättekniken av "styckvis linjär approximation". Här gör man så att en stegdämpare i 10 dB steg framför själva mottagaren styrs manuellt eller av den mottagna signalnivån, samt ställs in så att nivån efter den ligger inom ett intervall som är så litet att noggranna mätningar kan göras med relativt enkla medel.

Det är oerhört mycket mer hanterbart att mäta noga inom ett 10 dB intervall jämfört med ett 120 eller 140 dB.
Man kan lite förenklat säga att stegdämparen ersätter AGC-systemet.

Slutligen är det signal/brusförhållandet som till sist avgör läsbarheten. Därför blir "S-meterrapporter" helt meningslösa när det yttre bruset är starkt. En signal vilken visas som "S9" men har en brusbakgrund av "S6" är i själva verket bara "S3".
 

Attachments

  • 1631426441071.png
    1631426441071.png
    134.2 KB · Views: 5

SM7EQL

Kortvågs- och UKV-tekniker
Ett enkelt sätt att mäta signalnivån på en bärvåg, som t ex en antenn lämnar till mottagaren, med skaplig noggrannhet är att ansluta en audiovoltmeter till mottagarens högtalarutgång.

AGC ställs i läge off och man lyssnar i CW-läge. Om signalen är vrålstark så dra ner RF-gain så att mätningen kan göras i mottagarens linjära området.

Den mottagna bärvågen genererar i CW läge en audioton som mäts med voltmetern. Pitchen ställs in (Vrid VFO ratten försiktigt) till max nivå på audiotonen. Som exempel mäter vi 878 mVrms.

-Pilla sen inte mer på radion! Rör inga inställningar!

För mätningen behövs en kalibrerad signalgenerator.

Genom substitutionsmetoden ersätts nu signalen från antennkabeln med signalgeneratorn inställd på exakt samma frekvens och med exakt samma pitch. Justera generatorns frekvens eller mottagarens VFO till max utslag på audiovoltmetern. Signalgeneratorns RF-utnivå justeras tills audiovoltmetern visar 878 mVrms.

Signalgeneratorns utnivå läses av. T ex -102 dBm.

Då får man alltså reda på att bärvågen som antennen lämnar till mottagaren har en nivå om -102 dBm.

Principen kan användas till många olika sorters mätningar. Både absolutmätningar i dBm eller dBuV om signalgeneratorn är kalibrerad med spårbar data eller jämförandemätningar tillsammans med en stegdämpsats av god kvalitet.

I några hembyggda mottagare har jag graderat signalnivåinstrumenten direkt i dBm och det är också vanligt i moderna SDR-mottagare. När man vant sig av med S-enheter, pinnar, och bananer och alltid tänker signalnivåer i dBm och skillnader i dB så öppnar sig en helt ny värld till verklig förståelse för vad man håller på med.

PS
Hört på banden i femtioelva olika tappningar:
-Öhhh, du är fem nio plus plus plus, öhhh, repetera min rapport, ditt namn och QTH. Öhhh, jag är inte säker på din signal så dra den igen. QSL QSL QSL... Bräjk bräjk.
 

SM0AOM

Well-Known Member
I några hembyggda mottagare har jag graderat signalnivåinstrumenten direkt i dBm och det är också vanligt i moderna SDR-mottagare. När man vant sig av med S-enheter, pinnar, och bananer och alltid tänker signalnivåer i dBm och skillnader i dB så öppnar sig en helt ny värld till verklig förståelse för vad man håller på med.

PS
Hört på banden i femtioelva olika tappningar:
-Öhhh, du är fem nio plus plus plus, öhhh, repetera min rapport, ditt namn och QTH. Öhhh, jag är inte säker på din signal så dra den igen. QSL QSL QSL... Bräjk bräjk.
Signalstyrkeangivelser i "bananer, tomater och pinnar" kom in i amatörradion när stickproppsamatörerna tog över ruljansen. Dock finns det ett 100% effektivt sätt att undvika detta och sådant som beskrivs i PS; att inte lämna
amatörbandens telegrafidelar...
 

SM0AOM

Well-Known Member
En enda mottagare har jag råkat på vars S-mätare följde 6 dB-normen över hela skalan, det var en Collins 75A4.
En av de National HRO-60-R som jag hade var också sådan. I den var en "S1"-visning också sådan att en 30% AM-modulerad signal med det utslaget i en 3 kHz bandbredd hördes svagt med en hel del brus i bakgrunden, eller "barely perceptible".
 

SM0AOM

Well-Known Member
Detta har med dels det högre bakgrundsbruset på HF, och dels att man ofta förr hade en VHF-konverter med runt 20 dB genomgångsförstärkning innan en HF-mottagare att göra.

Förr i världen var en antennbrusfaktor på 5 dB på VHF och 25 dB på t.ex. 14 MHz ganska rimliga, och då
är det lämpligt att dra av 20 dB på definitionerna. IARU använder 30 MHz som skiljelinje mellan konventionerna.

Idag så är antennbrusfaktorer på 10-15 dB på VHF och 35-50 dB i mitten av HF-området inte alls ovanliga.
 
Last edited:

SM4FPD

Well-Known Member
Särsklit vid Morse kontakter hör man ständigt ..... ----. ----. 599 allt verkar vara 599.
Men så verkar oxo telergrafikontakter vara särsklit brådskande.
Brukar lyssna lite för att , om möjligt, hålla Morsekunskaperna vid liv, på fem minuter har man hör 599 femtioelva ggr.
För att inte tala om tester, då är ännu mer allting, 599, då är det så bråttom att 599 körs i 150 takt.

Det lustigaste är telefonikontakter där störningar utgör ett problem, då ligger sörnivån på 58.
Dvs brus, störningar och även QRM, trots obegripliga språk, ligger med läsbarhet 5.

Jag mätte upp S-mätaren på en del ICOM-riggar och så värdelösa är de faktiskt inte.
Men jag har försvrat S-metern förr, det går dock inte in...
Så jag skall inte ta fram några protokoll från uppmätta stationer och besvära med.

Däemot tror jag INTE någon skulle välja en radiostation där reklamen säger att S-mätaren visar rätt till ett pris av flera tusen extra.
Ej heller lockar S-mätare graderade i dBm eller uV några köpare.

Men en fördubbling av effekten är trots allt 3 dB, en halv S-enhet. Oavsett vad mätaren visar.

Metoden att mäta LF och med AGC avstängd är noggrann, men de flesta motstationer vet hur mycket de ökar effekten, man skall ju faktiskt ha en mätare på en sändare. Dock kan det vara svårt att veta när mottagaren utan AGC blir överstyrd....

En stegdämpsats och med S-metern som referens ger ett bra relativt värde för den som vill rapportera hur starkare motstationen blir med ökad efekt.
Stegdämpsatsen är ett billigare instrument som går att bygga själv med god noggrannhet. Något som alla borde ha.
Kanske låter underligt att mäta förstärkning med en dämpare..... men bra.

SM4FPD
 

SM6OID

Well-Known Member
Signalstyrkeangivelser i "bananer, tomater och pinnar" kom in i amatörradion när stickproppsamatörerna tog över ruljansen. Dock finns det ett 100% effektivt sätt att undvika detta och sådant som beskrivs i PS; att inte lämna
amatörbandens telegrafidelar...
Hej!
Lingon har jag hört talas om, det gäller då SRT CR90.
 

SM4FPD

Well-Known Member
Jag har sett många plåtradio genom tiderna, allt från BC-348 till Eddystone Hammarlund etc. Dvs riktiga proffsradio.
De flesta har en S-meter som mer liknar ett skämt om man tänker sig apparaterna som mätare av ineffekt.
Nja BC-348 hade ju ingen, klocka, men det modifierade flitigt bland de teoretiskt duktigare radioamatörerna på 50 och 60 talet.
Ändå blev det inte rikigt bra...
Collins, har i alla fall provat en 392:a, men impades inte av mätaren för ineffekt. Den liknade mest en S-meter på en FM station.

Men en fråga uppstår, låt oss säga att vi kör med en DubbelsZepp med stege.
Antennavstämmare, balanserad eller med balun för balansering, jag tillåter mig att tro att en aldrig så fin S-meter med dBm skala visar lite vad som helst efter en sådan impedanskarusell.

Förr skulle det ju mätas i mikroVolt. Vad är det för fel på det?

Nå 0 - 100 borde duga som S-meter, i alla fall graderingen. Men hundra bananer eller rättare sagt LED:ar blir lite väl dyrt.


SM4FPD
 
Top