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S-Meter-Dynamik
Warum haben die S-Meter von Funkgeräten einen Ruf als „Schätzeisen“?
Im Internet gibt es sehr viele Videos zum Thema S-Meter, aber letztendlich wird immer nur beklagt, daß jedes Gerät anders kalibriert ist! Der Hintergrund, also warum das so ist, wird nicht angesprochen.
Eines vorweg:
Besonders gravierend sind die Abweichungen bei FM-UKW-Transceivern, weil sie einen weitaus geringeren Dynamikbereich aufweisen als SSB-Kurzwellengeräte.
Wozu dient ein S-Meter?
Das S-Meter liefert einen Wert für die anliegende Antennenspannung (bezogen auf einen Referenzwert) in logarithmischer Skalierung. Der abgelesene „S-Wert“ ist somit ein Maß für die Feldstärke des empfangenen Signals. Neben reinen Meßzwecken wird der S-Wert in der Praxis vornehmlich für Empfangsrapporte verwendet.
Wie ist die Skala aufgebaut?
Der Referenzwert (S9) ist eine definierte Antennenspannung an 50 Ω. Unterhalb von S9 hat die Skala eine feste Stufung von 6 dB pro S-Wert. „Nach oben“ ist die Skala offen, d. h. Werte über S9 werden als „Addition zu S9“ in dB angegeben.
Teilt man 48 dB durch 6 dB, dann erhält man 8 S-Stufen! Das heißt: Nach S8 ist das S-Meter vom Empfänger am „Anschlag“; mehr geht nicht!
Man versuche mal ein Funkgerät zu verkaufen, bei dem am Ende der Skala S8 steht! Das Ding ist unverkäuflich! Wer will schon soooo einen „schlechten Rx“ haben, wo die Konkurrenz doch viel bessere hat, bei denen die Skala sogar bis S9+60dB geht!
Also, mit was drohen die Verkäufer den Entwicklungsingenieuren? Vergesst die reellen Meßwerte und lackiert die S-Meter-Skala so, daß „hinten“ S9+60dB steht und gut ist!
Und warum haben FM-Funkgeräte eine so geringe S-Meter-Dynamik? Weil sie (anders als Kurzwellengeräte) KEINE HF-Regelung haben, an der man eine vernünftige Spannung fürs S-Meter-abgreifen könnte.
Und warum haben FM-Funkgeräte keine HF-Regelung?
a) Es kostet unnötig Geld und
b) technisch braucht das niemand, weil einen Diskriminator nur die Nulldurchgänge der Amplituden interessiert, diese somit also „eh knapp über Null abschneidet“.
Wozu eine „lineare“ Regelung über einen Bereich von 114 dB (S9+60dB), wenn das den FM-Diskriminator nicht interessiert? Nur für ein „gutes“ S-Meter? Das will keiner bezahlen! Also bleibt es beim „Schätzeisen“, weil die Entwicklungs-Ingenieure die HF-Spannung am Ausgang der letzten ZF-Stufe (kurz vorm FM-Diskriminator) abgreifen und mit einer simplen Germanium-Diode gleichrichten (bzw. das erledigt heute alles ein einziger Chip!).
Antennenspannung * Verstärkung + Gleichrichtung = DC-Spannung fürs S-Meter
Hey, das funktioniert wirklich super gut, siehe meine Messungen, aber leider ist ab ca. S8 definitiv Schluß!
Das Datenblatt des ZF-Verstärkers bestätigt meine Messung zum FT7800:
Bei Kurzwellengeräten sieht das komplett anders aus:
Ein AM-/SSB-Empfänger „lebt“ von der Amplitude. Der Empfänger muß über viele, viele Stufen regeln, sonst klingt alles SOFORT verzerrt! Die Regelung ist so extrem gut, so daß man die Regelspannung wunderbar fürs S-Meter verwenden kann!
Ich habe einen R7000, der FM, AM und SSB demodulieren kann. Wegen AM (und SSB) hat er eine Dynamik von 145 dB, was einem Skalenende von S9+90dB(!!!) entspricht. Das S-Meter ist dauerhaft am AM-Teil angeschlossen, auch wenn man nur FM hört...
Einige Hersteller umgehen die Problematik, indem sie anstelle eines Analoginstruments nur noch 8 Balken im Display anzeigen!
Bei BAOFENG-Handfunken sieht es wohl so aus, als ob es aktuell nur einen SDR-Chip am Markt gibt, der immer gleich programmiert ist? Sobald die Rauschsperre aufgeht, zeigt das S-Meter „volle Pulle“, auch ohne Signal!
Ein SDR-Radio kann durchaus eine vernünftige S-Wert-Ausgabe (innerhalb der Dynamik-Grenzen der Hardware) haben, aber wenn man nur eine begrenzte Anzahl von Pins am Chip hat, dann kann man mit nur einem Pin fürs S-Meter eben nur „voll digital“ anzeigen, also Null oder Vollanschlag!
Vermutlich ist das Layout des Displays so ausgelegt, daß alle Balken zusammengelegt sind, und gleichzeitig über nur einen Pin angesteuert werden? Muß ich mir mal bei Gelegenheit genauer anschauen...
S-Wert versus Entfernung
Die mathematische Herleitung zur Kurve findet man hier.
...Baustelle...
Letzte Änderung am: 14.10.2022