مقياس S

مقياس قوة الإشارة ( S ) هو مؤشر يُستخدم عادةً في أجهزة استقبال الاتصالات ، مثل أجهزة الراديو للهواة أو أجهزة استقبال البث الإذاعي قصير الموجة . تُستمد علامات المقياس من نظام قياس قوة الإشارة من S1 إلى S9 كجزء من نظام RST . يشير مصطلح وحدة S إلى مقدار قوة الإشارة اللازمة لتحريك مؤشر مقياس S من علامة إلى أخرى.

تُعدّ مقاييس الإشارة التناظرية في الواقع مقاييس تيار دقيقة حساسة ، حيث يبلغ انحرافها الكامل من 50 إلى 100 ميكروأمبير. في أجهزة استقبال AM، يمكن توصيل مقياس الإشارة بالكاشف الرئيسي أو استخدام كاشف منفصل في مرحلة التردد المتوسط ​​النهائية . هذه هي الطريقة المُفضّلة لأجهزة استقبال CW و SSB . كان هناك نهج آخر في زمن الصمامات الإلكترونية، وهو توصيل مقياس الإشارة بدائرة شبكة الحماية لصمام مُضخّم التردد المتوسط ​​النهائي. وثمة خيار ثالث يتمثل في توصيل مقياس الإشارة بخط التحكم التلقائي في الكسب (AGC) عبر دائرة تحويل مستوى مناسبة. ^{[ 1 ]}

في أجهزة استقبال FM، يجب توصيل دائرة مقياس الإشارة (S meter) بسلسلة التردد المتوسط ​​(IF) قبل أي مراحل تحديد. توفر بعض الدوائر المتكاملة المتخصصة لاستقبال FM، مثل CA3089 وCA3189، إشارة تيار مستمر لتشغيل مقياس إشارة بقدرة 100 ميكرو أمبير. ^{[ 2 ]}

في ثلاثينيات القرن العشرين، تم الاتفاق بالفعل على أن S9 يتوافق مع 50 ميكروفولت عند طرف الإدخال لجهاز الاستقبال، ^{[ 3 ] [ 4 ]} ولكن هذا لم يكن مقياسًا للطاقة المستلمة لأن مقاومة الإدخال لأجهزة الاستقبال لم تكن موحدة.

وافق الاتحاد الدولي لهواة الراديو (IARU) المنطقة 1 على توصية فنية لمعايرة مقياس الإشارة لأجهزة الإرسال والاستقبال HF و VHF / UHF في عام 1981. ^{[ 5 ]}

تُعرّف التوصية الفنية R.1 الصادرة عن الاتحاد الدولي لهواة الراديو (IARU) في المنطقة 1 قيمة S9 لنطاقات التردد العالي (HF) بأنها قدرة دخل جهاز الاستقبال -73 ديسيبل ميلي واط . وهذا يُعادل مستوى 50 ميكروفولت عند مدخل هوائي جهاز الاستقبال، بافتراض أن مقاومة دخل جهاز الاستقبال هي 50 أوم .

بالنسبة لنطاقات VHF، تحدد التوصية قيمة S9 بأنها قدرة إدخال جهاز الاستقبال -93 ديسيبل ميلي واط . وهذا يعادل 5 ميكروفولت في 50 أوم. ^{[ 6 ]}

تحدد التوصية أن الفرق بمقدار وحدة S واحدة يتوافق مع فرق قدره 6 ديسيبل (dB)، وهو ما يعادل نسبة جهد اثنين، أو نسبة طاقة أربعة.

يتم إعطاء الإشارات الأقوى من S9 بتصنيف ديسيبل إضافي، وبالتالي "S9 + 20 ديسيبل"، أو لفظيًا "20 ديسيبل فوق S9"، أو ببساطة "20 فوق 9" (أو حتى "20 فوق" الأبسط).

إشارة ضعيفة بقوة إشارة S2 تتوافق مع طاقة استقبال تبلغ -115 ديسيبل أو 0.40 ميكروفولت RMS في 50 أوم على HF.

تتوافق الإشارة القوية ذات قوة الإشارة S8 مع القدرة المستقبلة البالغة -79 ديسيبل ميلي واط أو 25 ميكروفولت RMS في 50 أوم على HF.

تُعاير بعض مولدات الإشارة بوحدة ديسيبل فوق 1 ميكروفولت، ويكون خرجها بوحدة القوة الدافعة الكهربائية. على سبيل المثال، لضبط قراءة S لجهاز استقبال التردد العالي على S9، اضبط خرج مولد الإشارة على 34  ديسيبل فوق 1 ميكروفولت.

معظم مقاييس قوة الإشارة (S) في أجهزة الاستقبال التناظرية التقليدية غير معايرة، ولا تُقدم عمليًا سوى قياس نسبي لقوة الإشارة ^{[ 7 ]} ، بناءً على جهد التحكم التلقائي في الكسب (AGC) للجهاز . بعض مقاييس قوة الإشارة في أجهزة الاستقبال التناظرية التقليدية مُعايرة لقراءة S9 عند إدخال -73 ديسيبل ميلي واط ، لكنها لا تُعطي القيمة الصحيحة 6  ديسيبل لكل وحدة S.

غالباً ما يكون الارتباط بين الانطباع النوعي لمستمع الراديو عن قوة الإشارة والقوة الفعلية للإشارة المستقبلة على جهاز استقبال تناظري ضعيفاً، لأن نظام التحكم التلقائي في الكسب (AGC) الخاص بجهاز الاستقبال يحافظ على خرج الصوت ثابتاً إلى حد ما على الرغم من التغيرات في قوة إشارة الإدخال.

تستقبل أجهزة الراديو المعرفة بالبرمجيات (SDR) الإشارات وتعالجها بطريقة مختلفة، وتحدد قراءات S عن طريق القياس المباشر لسعة إشارة التردد اللاسلكي. ونتيجة لذلك، تتم معايرة العديد من أنظمة SDR ذات عمق بت 14 بت أو أكثر بدقة من أحد طرفي مقياس S إلى الطرف الآخر مباشرةً بعد إخراجها من العلبة. في الحالات التي لا يكون فيها الأمر كذلك، يكفي بضع دقائق مع مولد إشارة لضبط مستوى المرجع. قد تكون أجهزة SDR ذات عمق بت منخفض، مثل تصميم 8 بت، دقيقة إلى حد ما، ولكن نظرًا لأنها تميز اختلافات أقل وضوحًا في مستويات الإدخال، فإن الدقة في الطرف الأدنى من مقياس S ستتأثر سلبًا.

حتى مع استخدام جهاز استقبال لاسلكي عالي الجودة، يجدر التنويه إلى أن مقياس الإشارة (Smeter) يقيس قوة الإشارة عند مدخل جهاز الاستقبال ذي المقاومة 50 أوم، وليس عند الهوائي. على سبيل المثال، إذا كانت مقاومة مدخل الراديو 50 أوم، ولكن مقاومة الهوائي أعلى بكثير، فإن نقل الطاقة من الهوائي إلى الراديو سيتأثر سلبًا، وستكون مستويات الإشارة أقل مما لو تم تغذيتها إلى مدخل ذي مقاومة عالية مماثلة. تختلف مقاومة العديد من الهوائيات عبر نطاقات تردد مختلفة، خاصةً في حالة تصميمات النطاق العريض. من المفيد معرفة أن قيم قوة الإشارة النسبية عند أي تردد ستظل ذات دلالة، حتى لو لم تكن هذه القيم مرتبطة بتردد معين.

• أنبوب العين السحري
• مقياس VU