S-meter

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Il termine S-meter è ben conosciuto in ambito radio ma forse, in questa forma letterale, non famigliare a coloro che utilizzano gli scanner da poco tempo. In sostanza si tratta del strumentino presente pressochè su ogni apparato che ci mostra l'intensità del segnale ricevuto. Una funzione molto utile come vedremo ma che necessita di alcuni chiarimenti. Iniziamo con il significato del termine, in lingua inglese indica la misura dei punti "S" ovvero la scala che per ragioni tecniche e storiche valuta la potenza del segnale su un campo che va da 0 a 9 oltre i quali (cioè per potenze superiori) si usa indicare di quanti dB (deciBel) il segnale supera S9. Alla definizione standard della scala S viene dedicata altra pagina in questo sito, ciò che rimarcarchiamo qui sono invece gli spetti pratici ed operativi legati a tale strumento. Ed in effetti gli S-meter non sono tutti uguali, anzi ve ne sono di ottimi ed altri sostanzialmente inutili. Dal punto di vista generale possiamo già fare una prima, netta, distinzione tra strumenti analogici e digitali.

La figura 1 mostra un bel esempio di S-meter con visualizzazione analogica ovvero con la classica lancetta che si muove dinanzi una scala graduata, come osservate il segnale sintonizzato ha intensità pari a S8 nel concreto. Gli strumenti analogici basati su movimento meccanico, od anche le emulazioni software che gli rappresentano su un monitor nel caso di ricevitori controllati da computer, offrono una lettura immediata e gradevole ma soprattutto ci danno modo di apprezzare le minime variazioni sul segnale. In altre parole la risoluzione è molto fine potendo stimare con facilità, ad esempio, se l'intensità del segnale si abbassa solo di poco come può essere una indicazione che da S8 diviene S7 e mezzo e successivamente si rialza a "quasi S8 ma un po' meno" tanto per dare un'idea.


[Figura 1] S-meter con visualizzazione analogica, ovvero a lancetta. L'immagine mostra in realtà una rappresentazione creata da un software su di un display, l'implementazione comunque emula a perfezione la risoluzione fine di uno strumento puramente meccanico. La parte in rosso della scala indica i dB oltre S9

Come intuibile gli strumenti meccanici sono delicati mentre la loro rappresentazione su un monitor richiede comunque l'uso di un PC, per questo i ricevitori che adottano tale sistema sono prevalentemente del tipo per installazione fissa ivi compresi gli apparati professionali di maggiori prestazioni. Negli scanner portatili invece si fa uso degli S-meter digitali non dissimili da come la figura 2 ce ne da esempio. Qui l'intensità del segnale è visualizzata in modo discreto da un certo numero di segmenti, quelle che potremmo chiamare "tacche" al pari delle indicazioni che ci vengono date dal nostro cellulare o dal router Wi-Fi. In effetti la similarità è il risultato della medesima esigenza di progetto, ovvero offrire una indicazione qualitativa che risponda alla domanda "il segnale è debole, medio oppure forte?" senza soffermarsi su quanto in realtà sia debole o forte. Il numero di segmenti è ciò che fa la differenza tra uno strumentino e l'altro, solitamente i modelli di scanner economici o comunque poco attenti per questa funzione fanno uso sul display da un minimo di 4 a un massimo di 10 segmenti. Scanner avanzati o di nuova generazione invece adottano un minimo di 15 segmenti come è il caso dell'IC-R20 della ICOM per fare un esempio.


[Figura 2] S-meter con visualizzazione digitale, ovvero a 5 segmenti in questo caso. Si tratta di una tipologia molto comune negli scanner, la sua risoluzione può essere adeguata oppure no a seconda del modello di apparato

Un'altra particolarità degli strumenti digitali è che quasi sempre non accompagnano la progressione dei segmenti con una indicazione numerica. Non si potrà dire "il segnale è a S8" ma solamente "sono attive tre tacche", questa differenza nella fruizione non è solo un formalismo poichè se nel nostro apparato il numero dei segmenti è elevato (buona risoluzione) risulterà in ogni caso difficile riconoscere al primo sguardo quale sia l'intensità relativa dell'emittente sintonizzata. Considerate inoltre che nella maggioranza degli apparati la risoluzione è grossolana e non può servire per apprezzare piccole variazioni. Da quanto affermato ne risulta una regola generale: Un S-meter analogico, forse anche di limitate dimensioni e dunque di lettura poco agevole, è comunque sempre preferibile ad un strumento digitale di modesta fattura.

Ci si può chiedere se l'attività di radioascolto effettivamente necessita di uno S-meter che sia capace di mostrarci le piccole variazioni che possono contraddistinguere i segnali captati. La risposta è positiva ma va chiarito a quale ambito di radioascolto ci riferiamo, l'interesse per la ricezione delle emittenti V/UHF con uno scanner può avere difatti indirizzi molto vari. Vediamo ora le classiche situazioni dove risulta comodo possedere un apparato con strumentino ad alta risoluzione.

  • Test antenne
    Un metodo semplice per effettuare prove su più antenne, ad esempio per confrontarne il guadagno su una determinata banda di frequenze, consiste nel sintonizzare una stazione vicina a noi (che abbia cioè un segnale stabile) e prenderne nota dell'intensità con la quale giunge a noi. Mentre si utilizza la prima antenna poniamo di ottenere così una lettura S8. Scolleghiamo questa e connettiamo adesso una seconda antenna che nella medesima posizione fisica ci da ora una lettura S7. Chiaramente avremmo prova che prima soluzione ci offrirà segnali più forti e dunque migliori possibilità di ricezione.
     

  • Riconoscimento reti
    Alcuni canali vedono la presenza di stazioni e/o reti diverse, discriminare tra queste utenze non è banale come sembra. Poniamo ad esempio di sintonizzare una frequenza ove trova posto l'uscita di un ponte radio per un servizio Taxi, ogni stazione che attiva detto ponte verrà ascoltata con uguale intensità. Se però nella medesima frequenza è presente un secondo ponte collocato in altra località (dello stesso gestore, come a volte capita, od anche di altre utenze) ecco che registreremo più livelli di intensità in relazione a quale impianto sta trasmettendo. Constatare tali differenze in potenza ci permette di ottenere una "fotografia" di quanti e quali strutture occupano un canale radio. La stessa indagine ottenuta con il solo ascolto dell'audio, senza il supporto di uno S-meter, risulta molto difficoltosa.
     

  • Fenomeni propagativi
    Soprattutto nelle VHF è relativamente frequente imbattersi in condizioni di propagazione che ampliano il raggio di ascolto. In tali frangenti stazioni distanti fanno capolino a fianco delle emittenti che già abitualmente occupano il nostro spettro radio. I fenomeni propagativi hanno una evoluzione, una firma per così dire, che dipende dalla loro origine. L'E-sporadico, le riflessioni via cortina aurorale, ed altri modi presentano forme e tempi di variazione nell'intensità dei segnali che ne caratterizzano la loro presenza. Individuare e sfruttare al meglio tali opportunità d'ascolto richiede pertanto di osservare come muta la potenza di una stazione.

Indubbiamente per un uso "casuale" di uno scanner la qualità dello S-meter non è fondamentale, lo diventa invece progressivamente quando si desidera sfruttare via più le molte potenzialità del ricevitore. In generale gli apparati con strumentino analogico oppure digitale ma ad alta risoluzione hanno un costo elevato. All'inizio del proprio percorso nel mondo radio scegliere un ricevitore senza soffermarsi sul strumentino indicatore è corretto, per un acquisto ponderato invece ovvero un apparato che vi dia soddisfazioni negli anni assecondando le vostre accresciute esperienze verificare la bontà di questa funzione è senz'altro la politica migliore.

Ora entriamo nel merito della scala "S" ovvero a cosa corrispondono in termini di tensione i punti 1, 2, 3 ... 9 e 9+ che ci vengono mostrati dagli S-meter. L'indicazione fornita in linea di principio segue difatti una precisa convenzione, uno standard cioè che fa corrispondere ai punti della scala un determinato livello di intensità all'ingresso antenna sulla tipica impedenza di 50 ohm:

Punti "S"
Tensione
(su bande inferiori a 30 MHz)
Tensione
(su bande superiori a 30 MHz)
1
0,2 uV (microVolt)
0,02 uV (microVolt)
2
0,4 uV (microVolt)
0,04 uV (microVolt)
3
0,8 uV (microVolt)
0,08 uV (microVolt)
4
1,5 uV (microVolt)
0,15 uV (microVolt)
5
3,1 uV (microVolt)
0,3 uV (microVolt)
6
6.2 uV (microVolt)
0,6 uV (microVolt)
7
12,5 uV (microVolt)
1,2 uV (microVolt)
8
25 uV (microVolt)
2,5 uV (microVolt)
9
50 uV (microVolt)
5 uV (microVolt)
9 + 10 dB
158 uV (microVolt)
15 uV (microVolt)
9 + 20 dB
500 uV (microVolt)
50 uV (microVolt)
9 + 30 dB
1,5 mV (milliVolt)
158 uV (microVolt)
9 + 40 dB
5 mV (milliVolt)
500 uV (microVolt)

Questa tabella, od una sua parte, la ritrovate in svariati siti internet. Ma attenzione, nel consultarla si deve tenere conto di un paio di aspetti che non sempre vengono posti nella dovuta evidenza. Nell'ordine:

  • Perchè vi sono due scale S?
    Quando venne creato lo standard il cuore delle comunicazioni radio riguardava le bande HF. Su queste frequenze il rumore di fondo è spesso elevato e dunque aveva pieno significato pratico iniziare ad evidenziare le frazioni di microVolt (uV) rinunciando a valori inferiori. Per tali bande tutt'ora si considerano le cifre di tensione che potete leggere nella colonna di sinistra. In tempi relativamente più recenti l'uso delle V/UHF fece emergere altre necessità, su queste bande infatti il rumore di fondo è nettamente più contenuto e pertanto si ha modo di confrontarsi con segnali di debole intensità. Da qui per frequenze maggiori di 30 MHz la convenzione adotta le cifre di tensione che potete leggere nella colonna di destra.

Da quanto detto un ricevitore od uno scanner che copre l'ampio intervallo da 100 KHz a 1.3 GHz, per fare un esempio, dovrebbe idealmente commutare tra i due formati alla transizione tra HF e V/UHF. Come probabilmente già avete intuito sono una rarità gli apparati che integrano questa caratteristica, ne consegue che verosimilmente un dato modello proporrà uno S-meter che approssima solo una delle scale lasciando alla diversa sensibilità degli stadi RF modificare in un senso o nell'atro le cifre visualizzate in funzione della frequenza.

  • Gli strumenti S-meter sono comunque ben tarati?
    In realtà solo un numero limitato di apparati propone uno strumentino che mostra correttamente l'intera dinamica dei livelli di intensità. Nella maggior parte dei ricevitori invece vi è un grado di approssimazione che può essere anche grande, almeno in un segmento della scala. Come ci si può attendere poi gli apparati economici soffrono degli errori maggiori.

Ne deriva che difficilmente si potrà fare un confronto diretto tra apparati diversi, se uno di questi segna S5 un'altro potrebbe verosimilmente indicare nelle stesse condizioni S3 oppure S7. Fate dunque attenzione a non costruire discussioni su efficacia di antenne e simili fidando, ciecamente, sulle indicazioni fornite. Naturalmente se disponete di un ricevitore che opera quale vero strumento di misura, e ve ne sono, potete ricavarne delle informazioni sufficientemente precise da consentirvi utili analisi sul segnale.

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