S-meter and signal strength
The S-meter is an instrument present on the majority of radio receivers that measures the strength of the signal that is being received, and uses a special unit: the S-point. S-points are often used for RST reports.
S-points go from S1 to S9 and each S-point is defined as a 6 dB change in signal strength. This means that each time the voltage is halved (–6 dB) the signal strength decreases by one point. S9 is already a very strong signal, but to describe larger signals, steps of 10 dB are used instead of 6 dB, noted «S9+20» meaning 20 dB above S9.
Today two reference values exist: for frequencies below 30 MHz, S9 is defined as a voltage of 50 μV over 50 Ω at the receiver antenna connector; for frequencies above 30 MHz, S9 is defined as a voltage of 5 μV over 50 Ω at the receiver antenna connector. This refers to an unmodulated carrier signal (N0N) that uses almost no bandwidth; in case of real signals using a given bandwidth, this definition may not be enough since a smaller receiver bandwidth allows a weaker minimum detectable signal, but S-points are still a good tool for comparing received signals.
S-points for frequencies below 30 MHz:
| Signal strength |
Relative intensity |
Received voltage |
Received power (Zc = 50 Ω) |
||
| S1 | –48 dB | 0.20 μV | –14 dBμV | 790 aW | –121 dBm |
| S2 | –42 dB | 0.40 μV | –8 dBμV | 3.2 fW | –115 dBm |
| S3 | –36 dB | 0.79 μV | –2 dBμV | 13 fW | –109 dBm |
| S4 | –30 dB | 1.6 μV | 4 dBμV | 50 fW | –103 dBm |
| S5 | –24 dB | 3.2 μV | 10 dBμV | 200 fW | –97 dBm |
| S6 | –18 dB | 6.3 μV | 16 dBμV | 790 fW | –91 dBm |
| S7 | –12 dB | 13 μV | 22 dBμV | 3.2 pW | –85 dBm |
| S8 | –6 dB | 25 μV | 28 dBμV | 13 pW | –79 dBm |
| S9 | 0 dB | 50 μV | 34 dBμV | 50 pW | –73 dBm |
| S9+10 | 10 dB | 160 μV | 44 dBμV | 500 pW | –63 dBm |
| S9+20 | 20 dB | 500 μV | 54 dBμV | 5.0 nW | –53 dBm |
| S9+30 | 30 dB | 1.6 mV | 64 dBμV | 50 nW | –43 dBm |
| S9+40 | 40 dB | 5.0 mV | 74 dBμV | 500 nW | –33 dBm |
| S9+50 | 50 dB | 16 mV | 84 dBμV | 5.0 μW | –23 dBm |
| S9+60 | 60 dB | 50 mV | 94 dBμV | 50 μW | –13 dBm |
S-points for frequencies above 30 MHz:
| Signal strength |
Relative intensity |
Received voltage |
Received power (Zc = 50 Ω) |
||
| S1 | –48 dB | 20 nV | –34 dBμV | 7.9 aW | –141 dBm |
| S2 | –42 dB | 40 nV | –28 dBμV | 32 aW | –135 dBm |
| S3 | –36 dB | 79 nV | –22 dBμV | 130 aW | –129 dBm |
| S4 | –30 dB | 160 nV | –16 dBμV | 500 aW | –123 dBm |
| S5 | –24 dB | 320 nV | –10 dBμV | 2.0 fW | –117 dBm |
| S6 | –18 dB | 630 nV | –4 dBμV | 7.9 fW | –111 dBm |
| S7 | –12 dB | 1.3 μV | 2 dBμV | 32 fW | –105 dBm |
| S8 | –6 dB | 2.5 μV | 8 dBμV | 130 fW | –99 dBm |
| S9 | 0 dB | 5.0 μV | 14 dBμV | 500 fW | –93 dBm |
| S9+10 | 10 dB | 16 μV | 24 dBμV | 5.0 pW | –83 dBm |
| S9+20 | 20 dB | 50 μV | 34 dBμV | 50 pW | –73 dBm |
| S9+30 | 30 dB | 160 μV | 44 dBμV | 500 pW | –63 dBm |
| S9+40 | 40 dB | 500 μV | 54 dBμV | 5.0 nW | –53 dBm |
| S9+50 | 50 dB | 1.6 mV | 64 dBμV | 50 nW | –43 dBm |
| S9+60 | 60 dB | 5.0 mV | 74 dBμV | 500 nW | –33 dBm |
Older receivers were calibrated using the old standard that defined S9 as a voltage of 100 μV instead of 50 μV over 50 Ω at the receiver antenna connector.
Usually S-meters in amateur radio equipment are not calibrated and are not very precise. S-meter readings may also vary from one band to another and it’s always interesting to check an S-meter with a precise generator and a step by step attenuator.
Bibliography and further reading
| [1] | Wolfgang Link, DL8FI. Metodi di misura per radioamatori. Franco Muzzio & C. editore, 1978, sezione 3.9. |
| Home | Electronics | Index | Page hits: 100428 | Created: 10.1999 | Last update: 10.2013 |
S METERS
An S-meter is simply a sensitive movement which measure current through an agc line to give a relative indication of signal strength. The face of an S-meter is calibrated in units S1 to S9 plus levels of dB over S9. There is no real official standard for S-meters as such.
I assume you understand both I.F. amplifiers and automatic gain control (A.G.C.). The agc works to maintain a relatively constant audio output consistent with the setting of your volume control. It works on the principle if there is a strong signal at the final detector of the receiver then a counter dc signal goes back to the if amplifiers to reduce the gain to a pre-set level.
Alternatively with weak signals, this dc signal is almost absent allowing the if amplifier to go full gain. For received signals which are somewhere in between weak and strong the dc signal is proportional.
Ideally, under any received signal conditions the signal level at the detector should be a constant 1V p/p, all controlled by the agc.
An S-meter is simply a meter set up to measure the current through the agc control line so that on strong signals it shows say S9 + 20 dB while on weak signals it might be at the bottom end of the scale on say S1 or S2.
Figure 1 — an S meter
Be aware, they are notoriously inaccurate, can not be compared between various receivers and are only useful for relative measurements applicable to your receiver, using your current antenna, at your present location and on one particular band.
They are widely misunderstood and all too often an S meter is given a level of importance they don’t rightly deserve.
S-meters are as accurate as a group of people standing by the road and individually estimating the speed of passing vehicles.
Link to this page
NEW! — How to link directly to this page
Want to create a page link to me from your site? It couldn’t be easier. No HTML knowledge required; even the technophobes can do it. All you need to do is copy and paste, the following code. All links are greatly appreciated; I sincerely thank you for your support.
Copy and paste the following code for a text link:
YOU ARE HERE: HOME > BASICS > S METERS
the author Ian C. Purdie, VK2TIP of www.electronics-tutorials.com asserts the moral right to be identified as the author of this web site and all contents herein. Copyright © 2000, all rights reserved. See copying and links. These electronic tutorials are provided for individual private use and the author assumes no liability whatsoever for the application, use, misuse, of any of these projects or electronics tutorials that may result in the direct or indirect damage or loss that comes from these projects or tutorials. All materials are provided for free private and public use.
Commercial use prohibited without prior written permission from www.electronics-tutorials.com.
Copyright © 2000, all rights reserved. URL — https://www.electronics-tutorials.com/basics/s-meters.htm
Updated 15th September, 2000
S-метр и измеритель выходной мощности радиостанции
S-метр (или С-метр) – индикатор который существует почти на любой современной радиостанции гражданского диапазона. S-метр (С-метр) показывает силу сигнала на входе в радиостанцию! На некоторых радиостанциях, например, Yosan Turbo или Alan 48 Excel S-метр реализован как дополнительный стрелочный прибор, так как он более точно отражает небольшие изменения в уровне входного сигнала. Учитывая, что радиостанция может полноценно работать при уровне входного сигнала от миллионных долей вольта до единиц вольт, во всем мире для удобства была принята единая логарифмическая система оценки этого уровня по баллам.
S-метр и баллы
Например, сигнал в 9 баллов по S-метру соответствует напряжению на входе приемника в 50 мкВ (50 миллионных вольта). Если напряжение будет вдвое меньше, S-метр покажет на 1 балл меньше, если же оно будет в 4 раза меньше, S-метр покажет на 2 балла меньше и так далее. Если же напряжение будет больше 50 мкВ, то S-метр покажет прибавку в децибелах относительно уровня в 50 мкВ.
Например, показание S-метра «9+30» соответствует уровню входного сигнала в 1,5 мВ на входе приемника (физически 1 балл соответствует 6-ти децибелам). Возможно, такая система оценки уровня входного сигнала кажется слишком сложной, но по ряду причин, вызванных конструктивными особенностями аппаратуры и традициями, она целесообразна, и настоятельно рекомендуется научиться ей пользоваться. Следует также знать, что при прочих равных условиях увеличение выходной мощности аппаратуры в 4 раза приводит к возрастанию её сигнала на 1 балл. На ЖКИ S-метр, как правило, реализован в виде шкалы, состоящей из ряда сегментов, обозначенных цифрами, которые соответствуют уровню входного сигнала в баллах. Чаще всего это не полная гребенка из девяти или более сегментов, а только часть фиксированных уровней.
При повседневном использовании подобного прибора вполне хватает для контроля работы своей аппаратуры и аппаратуры корреспондентов, с которыми Вы связываетесь. К сожалению, на аппаратуре связи гражданского диапазона заводы-изготовители S-метры, как правило, не калибруют, и их показания далеки от реальности. Впрочем, это не мешает пользоваться ими для приблизительной оценки сигнала.
Таблица для оценки разбираемости и силы сигнала при помощи S-метра
Разбираемость сигнала оценивается на слух по пятибалльной шкале. Сила сигнала измеряется S-метром и оценивается в баллах от 0 до 9. Сигнал превышающий 9 баллов указывается как превышение в дБ сигнала 9 баллов. Оценка 9+30 означает что сигнал превышает 9 баллов на 30дБ.
| Разбираемость сигнала (R) | Сила сигнала (S) в баллах | мкВ | ||
| 1 | Сигнал не разбираю, прием невозможен |
1 | Едва слышно, прием невозможен |
0,24 |
| 2 | Едва разборчивы отдельные слова |
2 | Очень слабый сигнал, прием практически невозможен |
0,49 |
| 3 | Разборчиво с большим трудом (30-50% информации) |
3 | Слабый сигнал, прием с большим напряжением |
0,97 |
| 4 | Достотаточно разборчиво (50-80% информации) |
4 | Слабый сигнал, прием с небольшим напряжением |
1,9 |
| 5 | Совершенно разборчивый сигнал (100% информации) |
5 | Громкость удовлетворительная, прием почти без напряжения |
3,9 |
| 6 | Уверенный сигнал, прием без напряжения |
7,7 | ||
| 7 | Умеренно громкий сигнал |
15 | ||
| 8 | Громкий сигнал | 31 | ||
| 9 | Очень громкий сигнал |
61 | ||
| +10 | Превышение 9 балов на 10дБ | 190 | ||
| +20 | Превышение 9 балов на 20дБ | 610 | ||
| +30 | Превышение 9 балов на 30дБ | 1900 | ||
| +40 | Превышение 9 балов на 40дБ | 6100 | ||
Таблица пересчета децибел в отношения мощностей (на прием)
| Децибелы (дБ) |
Отношение мощностей (в разах) |
| 0 | 1,00 |
| +1 | 1,26 |
| +2 | 1,58 |
| +3 | 2,00 |
| +4 | 2,51 |
| +5 | 3,16 |
| +6 | 3,98 |
| +7 | 5,01 |
| +8 | 6,31 |
| +9 | 7,94 |
| +10 | 10,0 |
| +20 | 100 |
| +30 | 1000 |
| +40 | 10000 |
| +50 | 100000 |
Индикатор выходной мощности радиостанции
В большинстве случаев совмещен с S-метром. На приеме индицируется уровень входного сигнала, на передаче – выходная мощность. Меняются только численные значения над рядом сегментов. К сожалению, практически на всех радиостанциях данная функция реализована схемотехнически некорректно и прибор показывает цифры, весьма далекие от реальности, но изредка по нему все-таки можно определить наличие серьезных нарушений в работе. В целом, из-за безобразного схемотехнического воплощения данная функция использоваться не может.
По материалам форума ci-bi.ru
Исправления, сокращения, дополнения – radiochief.ru
Радио Ликбез: S-метр Си-Би радиостанции. Зачем нужен и как пользоваться?
Радио ликбез на популярную тему о том, зачем нужен с-метр радиостанции. Как им пользоваться? Как при помощи с-метра анализировать эфирную обстановку? Примитивная диагностика неисправностей.
Текстовка по видео
Почему я решил поднять эту тему? Дело в том, что мне периодически задают вопросы, а что это за шкала такая, а что это за стрелочка и так далее и вот об этом индикаторе, который есть на некоторых радиостанциях мы сегодня и поговорим. Рассчитано видео в основном на новичков, но возможно и опытные пользователи что-то в нем для себя почерпнут. Итак, что же это такое, с-метр. С-метр, это индикатор который работает в двух, а иногда и в трех режимах. Довольно полезная штука для многих задач, просто для того чтобы понять, что происходит в эфире, и для примитивной диагностики оборудования он тоже подходит. Все это я буду демонстрировать на примере радиостанции Galaxy DX99V2, поскольку у нее этот индикатор полноценный, но и на других радиостанциях, для примера, тоже покажу. То есть, если у вас не стрелочный индикатор как у гэлэкси или кобры, а графический на дисплее, в виде кубиков, как у мегаджета MJ-650, или тоже полноценный, как например у какого-нибудь оптим вояджер, суть его работы от этого никоим образом не меняется. Все о чем я буду ниже говорить справедливо для 99% всех с-метров. Просто здесь он более точный и понятный, а там где кубики индикатор более грубый, но работает по сути, он точно также. И давайте пройдемся по режимам работы этого индикатора и показаниям, которые он нам выдает.
- В первом режиме, назовем его режим приема, индикатор показывает силу сигналов, которые приходят к нам из эфира, с подключенной к радиостанции антенны. Это вот эта вот шкала, сигналы из эфира оцениваются в баллах от 1 до 9 и далее от +30 до +60. В некоторых станция, как я уже говорил, градация может быть более грубая и неочевидная. Но вот тут все сделано как положено. То есть режиме приема индикатор показывает абсолютное значение сигнала на входе в радиостанцию, он не разделяет сигналы на полезные, речевые, например, какие-то и помехи. Но об этом мы еще поговорим, я расскажу как этим можно пользоваться для того чтобы понимать, что происходит в эфире.
- Во втором режиме, назовем его режим передачи, индикатор показывает выходную мощность передатчика нашей радиостанции. Это вот эта шкала. То есть, если мы нажмем на тангенту, то стрелка у нас отклонится вправо и будет показывать на вот этой шкале мощность, которую генерирует передатчик нашей радиостанции. Здесь, опять же, мы можем считать значение выходной мощности, а на большинстве радиостанций тут будут просто кубики и понять какая мощность у нас передается в антенну никак нельзя, часто эта шкала в таких радиостанциях загорается на полную что, кстати не говорит о том, есть ли у нас на выходе мощность, а просто говорит о том, что станция находится в режиме передачи, но про это мы того поговорим отдельно.
- И еще на некоторых радиостанциях есть режим КСВ-метра, в некоторые станции он встроен, в большинство тех которые продаются у нас в России, нет. На самом деле очень удобная штука. И в этой радиостанции мы по вот этой вот шкале можем оценить какой коэффициент стоячей волны у нашей антенны в данный момент. Но у большинства станций этой функции нет, поэтому мы ее подробно затрагивать не будем.
Итак, давайте разберемся с режимом приема и как можно пользоваться с-метром в этом режиме. Как я уже сказал, в этом режиме наш С-метр показывает абсолютное значение силы сигнала, который приходит в нашу радиостанцию. И поскольку значение абсолютное, совершенно не важно какой это сигнал, полезная информация переданная каким-то другим корреспондентом или просто фоновый шум или какая-то помеха. Если какой-то сигнал есть, то с-метр нам покажет его силу. Сила сигнала определяется в баллах. Но не как все привыкли, алле, рацию проверяю, как слышно, на пятерочку, братан, а от 1 до 9 баллов. На шкале есть и 0, но это скорее отсутствие каких-либо сигналов в принципе. Так вот 1 это очень слабый сигнал, а 9 это сильный сигнал. Тут есть еще значения +20, +40 и +60, для очень сильных сигналов, и радиолюбители когда дают рапорт другому корреспонденту который идет с очень сильным сигналом говорят, что слышат вас на 9+30. Шкала, понятное дело субъективная, но согласно рекомендациям международного радиолюбительского союза (IARU) каждому значению шкалы с-метра выделен определенный уровень сигнала выраженный в дБм или децибелах по мощности, но в эти дебри мы сейчас лезть не будем они мало кому понятны, в основном инженерам по связи и поэтому большинству не интересны.
С теорией вроде бы все понятно и давайте перейдем к практике. Как же мы можем пользоваться показаниям с-метра той радиостанции которая установлена в вашем автомобиле, если, конечно у вас станция с с-метром. Ну во-первых, вы можете на основании показаний с-метра сообщать людям с каким сигналом вы их принимаете. Одного вы будет принимать лучше, и это будет выражаться в большем количестве баллов, другого хуже, и ему можно дать меньше баллов. При этом сила сигнала будет завесить и от расстояния, на котором другие корреспонденты находятся от вас и от состояния их оборудования ну и от состояния вашего оборудования, конечно же тоже. Это первый момент. Второй момент. С-метр позволяет оценить эфирную обстановку и понять насколько хорошо будет работать связь сегодня, здесь и сейчас. Как это понять. Включив радиостанцию, выкручиваем ручку чувствительности приемника на максимум, если она есть, а ручку шумоподавителя на минимум, так чтобы он открылся, и далее наблюдаем за показаниями с-метра. И тут возможны варианты.
Вариант первый. Если в эфире тишина, ну то есть присутствует шипение, обусловленное статическим шумом самой радиостанции, с-метр находится в нулевой отметке или около 1, для 650го мегаджета это, будет, например, никаких показаний на с-метре, при этом вы никого не слышите, на запросы контроля связи вам никто не отвечает, или вы слышите только очень близких корреспондентов, проверьте антенну, скорее всего с ней что-то не так, ну или испортилась сама рация, что, кстати, гораздо менее вероятно, чем выход из строя антенны. У меня сейчас антенна не очень хорошая, поэтому ситуация близка к той которую я описываю. Опять же, все это только для примера.
Вариант второй. Если в эфире тишина, рация просто шипит и из нее никто не говорит или иногда говорит, но при этом стрелка с-метра в моменты отсутствия сигналов от других корреспондентов находится в начале шкалы от 1 до 3 баллов, для 650го мегаджета это будет примерно 2-4 кубика по с-метру, это означает что в эфире мало помех, эфирная обстановка спокойная и скорее всего со связью у вас проблем не будет. То есть ситуация такова, что даже слабые корреспонденты, которые при передаче отклоняют значения с-метра до 4-5 баллов будут проходить вполне разборчиво и вы их примите без проблем. У вас все хорошо. Проблем нет. Поздравляю.
Вариант третий. Когда с-метр находится в середине шкалы от 5 до 7 баллов, для мегаджета это будет примерно 5-7 кубиков других корреспондентов не слышно, но иногда кто-то в эфире пробивается довольно неуверенно. Это говорит о том, что скорее всего в эфире много помех, сейчас не будем говорить об их происхождении, это отдельная тема и я на нее уже снимал несколько роликов и статьи писал, но суть в том, что для того чтобы вы могли уверенно принимать информацию от других корреспондентов они должны проходить у вас не меньше чем на 8-9 баллов, а это уже сильные сигналы и не каждый корреспондент способен сгенерировать такой сигнал. Иногда бывает так, что помеха висит только на одном выбранном вами канале. Это легко проверить, переключившись на несколько каналов вверх и вниз. Если на других каналах значение с-метра резко падает, ну считайте что вам не повезло, и со связью в выбранном вами канале сегодня будут проблемы. Впрочем, помеха может и уйти в течение дня, просто наблюдайте за эфиром. Сделать с этим, вы понятное дело ничего не сможете кроме как уйди в другой канал.
Вариант четвертый. Это когда вы включаете радиостанцию, выставляете чувствительность на максимум, шумодав на минимум, с-метр при этом показывает полную шкалу, переключение каналов картины не меняет, то есть на других каналах с-метр также зашкаливает, то есть куда бы вы не переключились везде примерно одно и тоже, то это говорит о том, что либо неисправна радиостанция, что маловероятно, либо в месте приема, иногда и в самой машине присутствует источник вредных помех, обычно такое поведение обнаруживается сразу после установки оборудования связи, или наоборот после установки какого-то дополнительного оборудования. В этом случае с-метр нам кричит о том, что появился источник помех. Как-правило такие широкополосные помехи появляются от колхозного ксенона, китайских дневных ходовых огней, различного род зарядников для телефонов и прочего подобного оборудования которое в своем составе содержит импульсные преобразователи. Увы, убрать такую помеху можно только отключением этого самого оборудования от сети, поскольку работая локально такие источники помех могут полностью забивать прием и делать его в принципе невозможным. Получается такая вот, локальная глушилка, только глушим мы не кого-то, а себя.
Вот такая вот полезная штука с-метр и сколько всего полезного она нам может рассказать, если конечно он в вашей радиостанции есть. Это не все, о чем может рассказать с-метр. Теперь поговорим о том, что показывает с-метр при выходе на передачу.
Как я уже говорил, при нажатии на тангенту, когда радиостанция выходит на передачу стрелка с-метра отклоняется на величину соответствующую указанной на шкале мощности. Но, к сожалению, это справедливо только для дорогих радиостанций и трансиверов. В большинстве случаев вы увидите только полную шкалу кубиков, которая будет говорить, что станция вышла в режим передачи и все. У некоторых радиостанций, при нажатии на тангенту шкала будет загораться независимо от того, генерирует ли радиостанция какой-либо сигнал в антенну или нет, будет просто полная шкала и все. Тут, увы, понять работает ли выходной каскад передатчика можно только со специальными приборами ваттметром и эквивалентом нагрузки либо при помощи амперметра. У некоторых радиостанций, если у вас, допустим, сгорел выходной каскад, показания с-метра меняться не будут, вернее, будут стоять на 0. То есть вы давите на тангенту, а с-метр падает в 0 и все. Это значит пора к хирургу на операцию по замене транзистора выходного каскада. Я сейчас не буду приводить в пример разные модели, разные радиостанции даже от одного и того же производителя могут вести себя совершенно по разному, поэтому ничего кроме путаницы это вам не принесет. В общем, с индикацией передачи с-метр справляется не во всех радиостанциях, но тем не менее, надо помнить, что он есть и иногда он в этом плане может быть полезен если в вашей радиостанции производитель об этом позаботился.
Что же касается КСВ-метра о котором я упоминал в начале, то этот вопрос мы затрагивать не будем, поскольку про это я уже тоже видео снимал и повторяться смысла нет, тем более что работа с КСВ-метром встроенным в радиостанцию ничем не отличается от работы с обычным, КСв-метром который выполнен в виде отдельного прибора. Вот как-то так. Надеюсь вам эта информация была полезна, если понравилось, то ставьте лайк, подписывайтесь на канал, если есть вопросы, можете их задавать здесь под видео, в группе вконтакте, на форуме или в самом журнале под тематическими статьями. Все ссылки находятся в описании к этому видео.
Ну а на сегодня все, всем спасибо, всего доброго, 73!