S-Meter und S-Werte

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Eine schöne Zusammenfasssung von Volker Knies, "DX-Antennen"

Genauigkeit von S-Metern im CB und Amateurfunk

CB und Amateurfunkgeräte haben zur Bestimmung der Signalstärke der Gegenstation meist so genannte S-Meter eingebaut.

Man unterscheidet dabei 3 Typen.

Traditionelle Zeiger S-Meter

LED Band- oder Punktanzeigen

LCD/TFT Multifunktionsdisplays

Jeder Typ hat Vor- und Nachteile:

Allesamt haben meistens den Nachteil, dass sie sehr ungenau sind. Genau darum soll es in diesem Ratgeber gehen.

Meist kann man die Genauigkeit jedoch selbst überprüfen. Das ist nicht so kompliziert wie angenommen.

Die Ungenauigkeit erkennt sich meist schon daran, dass sich beim Antennenwechsel mehrere S-Stufen Unterschied ergeben. Beispielsweise wird ein Sender beim Antennenwechsel von S 9 nur noch S5 angezeigt. Beim gleichen Antennenwechsel kommt aber ein anderer Sender der nur S5 hatte jetzt mit S4 an. Diese deutet darauf hin, dass das S-Meter nicht linear arbeitet und sehr ungenau arbeitet. Oder beim Umschalten von FM auf eine andere Modulationsart sich einige S-Stufen Unterschied ergeben.

Das S-Meter soll schließlich das Empfangssignal an der Antennenbuchse anzeigen und nicht die Verstärkung des Gerätes.

Meist ist es aber genau umgekehrt.

Wie funktioniert ein S-Meter:

Im Grunde funktioniert ein S-Meter so: Starke und schwache Signale sollen vom Hörer nach Möglichkeit in der gleichen Lautstärke wiedergegeben werden. Um dies sicherzustellen, werden im Empfänger schwache Signale mehr verstärkt als starke Signale. Je höher die Verstärkung, desto größer ist die Anzeige des S-Meters. Sind alle Stufen in diesem Regelkreis linear, so zeigt der S-Meter nach einer Kalibrierung jeweils das richtige Signal an.

Meist ist es aber nicht so wie oben beschrieben. Nicht alle Stufen arbeiten linear. Das S-Meter hat einen strarre Skala, die in vielen Geräten eingesetzt wird und eine Kalibrierung hat nur einen Punkt erfasst.

So zeigen die meisten S-Meter bei S9 noch korrekte Signal an, alle anderen Werte sind völlig unrealistisch.

Eine Kalibrierung des internen S-Meters scheitert zumindest bei einfachen Geräten daran, dass die Verstärkung, der Nullpunkt und die Steilheit nicht separat voneinander eingestellt werden können. Somit begnügen sich die meisten Hersteller nur S9 zu kalibrieren.

Wem ein Messender und ein externes S-Meter zur Verfügung steht, kann sich eine kalibrierte Skala vom einem externen S-Meter selbst beschriften.

Mit den im Messsender eingebauten Dämpfungsgliedern oder mehreren externen 6dB und 10 oder 20 dB Dämpfungsgliedern läßt sich so eine sehr genaue Skala erstellen, mit der man dann hochgenaue S-Werte vergeben kann oder Antennenversuche leicht selbst beurteilen kann.

Die Unlinearitäten des internen Regelkreises lassen sich mit der eigenen Beschriftung dann ausgleichen.

Die Skala des externen Instruments mag dann sehr seltsam aufgeteilt sein, ist aber dann um ein Vielfaches genauer als das interne Instrument.

Werte unter S4 sind meißt gar nicht auf S-Metern abbildbar, da die meißten Geräte bis zu diesem Pegel kaum oder keine Regelspannung erzeugen. Dies liegt daran, dass erst einmal ein einigermaßen starkes Signal ankommen muß um diesem dann entgegenzuregeln.

So sollten die Normalwerte aussehen:

Wie bereits beschrieben sollten alle S-Meter das gleiche anzeigen.

Man hat sich darauf verständigt, dass Geräte bis 30 MHz bei 50 µV Antenneneingangsspannung S9 anzeigen. Nach jeder Halbierung der Eingangsspannung zeigt das S-Meter dann 1 S-Stufe weniger an. Also S8 25µV, S7 12,5µV usw., S9+20 bedeutet 500µV, S9+40 5mV usw.

Zusammenfassung:

Mit den allermeisten S-Metern ist keine absolute Genauigkeit bei Antennen oder Leistungsvergleichen möglich, dazu sind die Messgeräte einfach zu ungenau.

Zur relativen Beurteilung also "besser oder schlechter", sind sie jedoch zu gebrauchen. Den Unterschied den das S-Meter dann anzeigt, ist jedoch nur als Tendenz zu verwenden und niemals als ein absoluter Unterschied.

S-Meter können nur dann kalibriert werden, wenn für Nullpunkt, Steilheit und Verstärkung ein separater Poti zur Verfügung steht.

Alle Rechte beim Verfasser. Im April 2007 Volker Knies dxantennen

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Im Juli 2025 kam eine Anmerkung von P2000 aus dem Forum:

Hallo,

ich habe eine Anmerkung zu Deinem o.g. Beitrag.

Wie funktioniert ein S-Meter:

Im Grunde funktioniert ein S-Meter so: Starke und schwache Signale sollen vom Hörer nach Möglichkeit in der gleichen Lautstärke wiedergegeben werden. Um dies sicherzustellen, werden im Empfänger schwache Signale mehr verstärkt als starke Signale.

Das paßt soweit erst einmal. Die hohe Grundverstärkung des Empfangszuges, also HF-, ZF- und bisweilen auch die NF-Stufen (Mischstufen werden meist nicht geregelt) wird mittels einer durch Gleichrichtung der HF erzeugten Regelspannung vermindert.

Diese Regelspannung wird dann zum Betrieb des S-Meters verwendet. Je nachdem wie die manuelle HF-Verstärkungseinstellung realisiert ist, hat man dadurch an verschiedenen Empfängern (JRC NRD-515, Kenwood TS-850) den Effekt, daß beim Vermindern der HF-Verstärkung (RF-Gain zurückdrehen) das S-Meter ansteigt und einen konstanten Wert anzeigt.

Je höher die Verstärkung, desto größer ist die Anzeige des S-Meters.

Nein. Je geringer das anliegende Signal, desto geringer ist auch die entstehende Regelspannung und somit auch die Anzeige des S-Meters, umso höher ist aber die Verstärkung des Empfängers.

Bei manchen Empfängern wird durch besondere Schaltungsmaßnahmen dafür gesorgt, daß sehr kleine Signale noch keine Regelspannung erzeugen, damit die volle Empfängerempfindlichkeit zur Verfügung steht und nicht schon durch das Grundrauschen vermindert wird.
Eine einfache Schaltung der Regelung (AVC) findet sich hier: http://afu-df3iq.de/Hersteller/Trio/9R- ... manual.pdf
Die Regelspannung wird mit den beiden Dioden von V6 erzeugt und regelt V5, V4 und V1 zurück. Das S-Meter liegt in einer zwecks Nullpunktkorrektur abgleichbaren Brücke und mißt die Katodenspannung, also indirekt den Anodenstrom, der bei einsetzender Regelung zurückgeht. Nebenbei gesagt ist dieser Empfänger an einigen Stellen mangelhaft konstruiert, läßt sich aber mit wenig Aufwand verbessern.
Hier: http://bee.mif.pg.gda.pl/ciasteczkowypo ... ics%29.pdf ist das Ganze etwas schwieriger zu sehen. Die Regelleitung ist im Q5 versteckt und tritt an dessen Pin 16 aus.

Sind alle Stufen in diesem Regelkreis linear, so zeigt der S-Meter nach einer Kalibrierung jeweils das richtige Signal an.

Davon ist nicht auszugehen. Schön zu sehen ist das z.B. bei Regelröhren (EF85, EF89), die aufgrund ihrer Regelmöglichkeit eine sehr lange, aber dafür gekrümmte Ia/Ug-Kennlinie haben.

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P2000