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Conhecendo o seu S-Meter

Publicado 21. Nov, 2012 por PY2JF - João Roberto como Artigos

Introdução

Com certeza já vimos S-Meters e S-Meters, desde aqueles bem visíveis nos painéis dos antigos receptores a válvula, até os minúsculos indicadores de sinal dos modernos transceptores compactos. A questão é: O que esperar deles? Podemos confiar em sua leitura? Eles são comparáveis entre si? Existe diferença na leitura do sinal em HF, VHF ou UHF? Parece-me que a questão ficou tão confusa nos últimos tempos, que poucos colegas reportam o sinal recebido a partir da leitura do S-Meter. Voltamos ao bom e velho “59” para sinais fortes e dai para menos quando a propagação não ajuda.

Recentemente tive a necessidade de “calibrar” dois equipamentos quanto à sua sensibilidade e indicação de sinal. As discrepâncias verificadas nas medições me levaram a aprofundar um pouco mais a questão. O resultado desse trabalho está aqui relatado e, talvez, tenha utilidade para os colegas interessados na questão.

História

A escala do S-Meter foi derivada do sistema de reportagem subjetiva RST, utilizada desde os primórdios das comunicações por radiotelegrafia até os dias atuais. Esse sistema, composto por três dígitos, procura avaliar a qualidade do sinal telegráfico recebido avaliando a intelegibilidade (R), a intensidade de sinal (S) e a qualidade do tom (T), com valores variando de 111 até 599. Para qualificar sinais de fonia, quer seja em AM (SSB é uma modalidade do AM) ou FM, o último dígito não é utilizado e as “reportagens” de sinal são então expressas para valores de 11 até 59. A intelegibilidade é subjetiva e não pode ser medida pelo receptor, mas a intensidade de sinal pode.

A União Internacional de Radioamadores (IARU – International Amateur Radio Union) elaborou em 1981 uma recomendação para a calibração dos S-Meters que integram os equipamentos de HF, VHF e UHF. Devido às diferenças entre as técnicas de recepção e demodulação de AM em HF e de FM em VHF e UHF, foram elaborados padrões diferentes para as escalas dos S-Meters para esses dois casos.

Para os equipamentos de HF foi estabelecido que a indicação de S-9 deve corresponder a uma potência recebida no conector de antena de -73 dBm, equivalente a 50 microvolts de tensão eficaz (RMS) sobre a impedância de 50 ohms. Já para os equipamentos de VHF a indicação de S-9 deve corresponder à potência de -93 dBm, equivalente a 5 microvolts de tensão eficaz sobre a impedância de 50 ohms.

Para sinais iguais ou inferiores a S-9, cada unidade S corresponde a uma diferença de 6dB, ou seja, uma razão de dois para a tensão ou de quatro para a potência. Acima de S-9 os sinais são medidos diretamente em dB, com alguns S-Meters chegando até a 60 dB acima de S-9, ou S9+60dB.

A grande maioria dos S-Meters não é calibrada dessa forma. Alguns poucos apresentam uma leitura correta para S-9, mas não apresentam o passo de 6dB para cada unidade S. Alguma relação mais próxima com esse padrão pode ainda ser observada nos equipamentos mais antigos, à válvula ou híbridos, que ainda procuravam seguir esse padrão.

Na década de 90 tive a oportunidade de “calibrar” um FT-101B, que ao ter o S-Meter ajustado para apontar S-9 com 50 microvolts na antena, apresentou uma relação bastante próxima para as unidades S e para os dB acima de S-9. Lembro que a percepção, após essa calibração, era de um S-Meter “duro”, mas fiel à especificação.

Recentemente tive a oportunidade e a necessidade de calibrar o S-Meter de um Icom IC-207 (Tabelas 1, 2 e 3) e um Yaesu FT-857D (Tabelas 4 e 5).

Interessante notar que o Icom se mostrou mais sensível nas frequências mais altas. A linha identificada por S nessas tabelas corresponde ao menor sinal necessário para abertura do Squelch. A Tabela 2 mostra que um sinal da ordem de 2uV já é suficiente para uma indicação de S-9, enquanto que, pela recomendação, seriam necessários 5uV. A diferença entre cada unidade S abaixo de S-9 deveria ser de 6 dB, mas a Tabela 3 mostra que a variação ficou entre 1 e 3 dB apenas. Para sinais acima de S-9 a diferença foi de 2 dB no máximo, e não 20 dB como poderia ser.

As medições com o FT-857D foram feitas apenas na faixa de UHF, porque essa era a necessidade naquele momento. Portanto, os valores obtidos para AM dizem respeito à mesma frequência (439 MHz) onde foram feitas as medições em FM.

A Tabela 4 mostra que os valores de -73 dBm para AM e -93 dBm para FM não foram respeitados. O valor de -73 dBm para AM poderia não ser respeitado, porque essa recomendação é para modulação em AM na faixa de HF e não de UHF, mas a discrepância foi acentuada também em FM. A diferença entre unidades S ficou abaixo de 2 dB e acima de S-9 abaixo de 3 dB.

É possível verificar nessas tabelas que parece não existir muita preocupação dos atuais projetistas e fabricantes em seguir essa recomendação, talvez até pela percepção de um S-Meter “pão-duro”, ou então de um receptor pouco sensível, caso a recomendação seja atendida. Em todos os casos, um sinal bem menor “deflete” o S-Meter facilmente e os incrementos na indicação do sinal também acontecem com pequenas variações de sinal.

Tabela 1- Unidades S X Potência (dBm) Icom-207

Tabela 2- Unidades S X Sinal Rx (uV) Icom-207

Tabela 3- Unidades S X Difereça (dB) Icom-207

Tabela 4- Unidades S X Potência (dBm) FT-857D

Tabela 4- Unidades S X Difereça (dB) FT-857D

Várias outras medições, com diversos tipos de rádios, podem ser encontradas na página web de Gregory Ordy.

Conclusões

Conhecer seu S-Meter é interessante para entender melhor o seu equipamento, na recepção, mas também lhe dará uma boa idéia do que sua transmissão pode fazer.

Por exemplo, existe uma grande diferença no consumo de energia e no tempo de vida dos componentes do seu transceptor, entre uma transmissão com 100W e com 25W. Mas para quem está recebendo seu sinal essa diferença deveria ser de apenas uma unidade S, ou 6dB. Transmitir com apenas 1W no lugar de 100W reduziria seu sinal em 1,5 unidade S. O uso de um amplificador linear de 1kW após seu transceptor de 100W elevaria seu sinal de S-9 para S-9+10dB, ou de S-7 para algo entre S-8 e S-9.

Essa constatação pode nos fazer repensar sobre a modalidade QRP, sobre a aquisição dos transceptores de baixa potência que estão  aparecendo no mercado e a necessidade de investir em amplificadores lineares.

As afirmações acima foram colocadas condicionalmente, porque essas relações só serão válidas se o seu rádio seguir minimamente a recomendação da IARU para a calibração do S-Meter. Bem possivelmente você não conseguirá reproduzir essas relações em experimentos em HF ou VHF, porque são raros, ou inexistentes, equipamentos que atendam a essa recomendação.

*Ralph Robert Heinrich – PY2EZL (1969)

Engenheiro eletricista pela Unicamp (78)

ralph@heinrich.com.br

 

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