"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:
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.
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.
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.
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:
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".
