59+60 dB จริงหรือ



บางครั้งที่เราพูดคุยกับเพื่อนบนความถี่วิทยุ หรือโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเราพูดคุยกับศูนย์ควบคุมข่ายต่างๆ ก็มักจะมีการรายงานสัญญาณหรือความแรงของสัญญาณที่รับส่งกันได้กลับไปให้คู่สถานีของเรา หลายครั้งหรือบ่อยมากที่เราได้ยินการรายงานความแรงของสัญญาณว่าเป็น

59
59/+20 dB
59/+50dB หรือ
59/+60 dB

แน่นอนว่านักวิทยุสมัครเล่นแทบทุกคนเข้าใจกันดีว่าตัวเลขตัวแรกนั้นหมายถึง QRK (เริ่มตั้งแต่ 1 หมายถึงไม่สามารถจับใจความได้ ฟังไม่เข้าใจเลย ไปจนกระทั่งถึง 5 ซึ่งหมายความว่าสามารถจับใจความได้ทั้งหมดและมีเสียงรบกวนน้อยหรือไม่มีเลย) แต่เราอาจจะมีคำถามเกี่ยวกับตัวเลขที่ตามหลังเลขตัวแรกมา ที่บางกรณีมีการรายงานว่า + เท่านั้นเท่านี้ dB นั้นหมายถึงอะไร

+20 dB หรือ +30 dB ที่อยู่หลังเลข 9 มันคืออะไร

มาตราวัด S-meter

ในความเป็นจริงแล้วเราต้องทำความเข้าใจก่อนว่ามาตราวัดความแรงของสัญญาณหรือ Signal strength meter หรือ S-meter ที่ปรากฏบนหน้าจอของเครื่องรับส่งวิทยุสื่อสารต่างๆ นั้นส่วนมากแล้วมีมาตรฐานต่างกันในแต่ละรุ่นหรือยี่ห้อผู้ผลิต  ตั้งแต่เรื่องรับส่งแบบพกพาราคาไม่แพงนักที่ผลิตจากประเทศจีน เครื่องเหล่านี้หลายหลายรุ่นแทบไม่สามารถใช้ S-meter ในการรายงานความแรงของสัญญาณได้เลยเนื่องจากว่าเมื่อมีสัญญาณที่แรงเพียงแค่พอรับฟังได้ S-meter ก็กระพริบๆ พอฟังได้ดีสักหน่อยทั้งที่มีเสียงรบกวนค่อนข้างมากมันก็ขึ้นเต็มตลอด หรือของเครื่องวิทยุแบบพกพาคุณภาพดีขึ้น เช่น Yaesu FT-258 ซึ่งผู้เขียนเคยวัดเอาไว้ก็คือความแตกต่างระหว่างการรับฟังสัญญาณอ่อนๆ ที่พอจับได้ความได้โดย S-meter ไม่ขึ้นจนกระทั่งถึงความแรงสัญญาณชัดเจนรับได้เต็มมาตรวัดมีความแตกต่างกันอยู่ประมาณ 40 dB ไปจนกระทั่งถึง S-meter ของเครื่องระดับประจำสถานีประจำที่ (Base Station) ที่มีมาตรฐานสูงขึ้นซึ่งโดยทั่วไปแล้ว ความแตกต่าง 1 มิเตอร์มีความแตกต่างของความแรงสัญญาณอยู่ 4 เท่าตัว (6dB)

ความสัมพันธ์ของ S-meter

โวลเตจ (หน่วยโวลท์) และ

กำลังไฟฟ้า (หน่วย dBm)

ซึ่ง S-meter ในเครื่องแบบ
VHF และ HF นั้นไวไม่เท่ากัน



ตารางด้านบนแสดงมาตรฐานของ S-meter สำหรับเครื่องวิทยุสื่อสารแบบ HF และ VHF จะเห็นได้ว่าใน S meter เท่ากันนั้น สัญญาณที่มาถึงเครื่องแบบ HF ต้องแรงกว่าที่มาถึงเครื่องแบบ VHF อยู่ 20dBm หรือ 10 เท่าตัว และ S-meter ที่ต่างกัน 1 ขีดจะมีโวลเตจต่างกันสองเท่าหรือกำลังต่างกัน 4 เท่า (เพราะ p=v²/r) ซึ่งคิดเป็น 6 dB ตามที่ได้อธิบายไว้ข้างต้น อย่างไรก็ตาม S-meter ของเครื่องวิทยุบางเครื่องอาจจะผิดไปจากนี้มากก็ได้

แล้ว +xx dB มาจากไหน

คราวนี้มาถึงคำถามสำคัญก็คือ แล้วตัวเลขที่บอกว่าเท่านั้นเท่านี้ dB มาจากไหนกัน  คำตอบไม่ยากคือตามหลักการแล้วก็คือความแรงของสัญญาณที่เกินเลยมากไปกว่า S-meter 9 นั่นเอง  คำถามต่อไปก็คือแล้วมันแล้วความแรงของสัญญาณมากกว่า S-meter 9 ไปมากน้อยแค่ไหน

จากความสัมพันธ์ของ
dB = 10 log (จำนวนเท่าของความแรง)
นั่นคือ
3 dB = 10 log (2) คือแรงต่างกันสองเท่าตัว (โดยประมาณ)
6 dB = 10 log (4) คือแรงต่างกันสี่เท่าตัว (โดยประมาณ)
20 db = 10 log (100) คือแรงต่างกันหนึ่งร้อยเท่าตัว (โดยประมาณ)
40 db = 10 log (10,000) คือแรงต่างกันหนึ่งหมื่นเท่าตัว (โดยประมาณ)
60 dB = 10 log (1,000,000) คือแรงต่างกันหนึ่งล้านเท่าตัว (โดยประมาณ)

นั่นหมายความว่าสัญญาณระดับ 9/+20 dB จะมีความแรงมากกว่าสัญญาณระดับ 9 อยู่ 100 เท่า และสัญญาณที่มีความแรงระดับ 9/+60 dB จะมีความแรงมากกว่าสัญญาณระดับ 9 อยู่ 1,000,000  เท่า (อ่านว่าหนึ่งล้านเท่าตัว) นั่นเอง จากตัวเลขเหล่านี้เพื่อนๆ จะเห็นว่ามัน "แรงกว่ากันมากเลย" นะครับ

เครื่องที่สามารถบอกความแตกต่างระดับ + xx dB ได้

เครื่องรับส่งวิทยุในระดับเครื่องประจำสถานีประจำที่ จะถูกออกแบบมาให้มีความแตกต่างจากเครื่องรับส่งวิทยุชนิดมือถือพกพาหรือชนิดติดตั้งประจำรถยนต์ค่อนข้างมาก ทั้งภาคขยายความถี่รับ การกรองความถี่ที่ซับซ้อนกว่า มีประสิทธิภาพมากกว่า แยกสัญญาณจากสถานีที่มีความถี่ใกล้เคียงกันได้ดีกว่า ภาคส่งที่มีกำลังส่งสูงกว่า ความแน่นอนเที่ยงตรงของความถี่ทั้งภาครับและภาคส่งสูงกว่า ไปจนกระทั่งถึงความสามารถในการรับสัญญาณที่อ่อนมากไปจนถึงสัญญาณที่มีความแรงมากๆ สามารถปรับแถบความกว้างของความถี่ภาครับ/ส่ง (bandwidth) ได้ตามต้องการ นอกจากนี้ก็ยังรวมถึงความสามารถในการบอกความแรงของสัญญาณที่รับได้ในช่วงที่กว้างมาก (เช่น 100 - 120 dB) โดย 40-60 dB แรกอาจจะเป็นส่วนของ S meter 0-9 และอีก 60 dB หลังจากนั้นจะถูกแสดงอย่างชัดเจนบนมาตรวัด S meter ว่าเกิน 9 ไปกี่ dB (ดูภาพประกอบบทความด้านบน) เครื่องวิทยุชนิดประจำที่เหล่านี้จึงสามารถบอกความแตกต่างของสัญญาณที่มีความแรงเกิน  S-meter = 9 ได้อย่างค่อนข้างแม่นยำ

แล้วเครื่องที่เราใช้กันล่ะ

คราวนี้มาดูถึงความสามารถในการบอกความแรงของสัญญาณของเครื่องรับส่งวิทยุสื่อสารทั่วๆไปที่เราใช้กันบ้าง

- เครื่องประเภทแรกก็คือเครื่องแบบมือถือซึ่งอย่างที่ผมเคยวัดในเครื่องของตัวเองแล้วก็หลายรุ่นที่ผ่านมาก็จะเห็นว่ามันไม่ได้มีความสามารถในการบอกความแรงสัญญาณในระดับที่เกิน S-meter = 9 ได้ เลย นั่นคือการกระพริบของ S-meter ขีดสุดท้าย บอกความแตกต่างของความแรงสัญญาณได้เพียง 3-4 dB (หรือแรงกว่าเพียงราวๆ 2-3) จากขีดก่อนหน้านั้นเท่านั้น ก็คือเป็น S meter ตามปกตินั่นเอง

- เครื่องประเภทที่สองที่เราใช้งานกันก็คือเครื่องแบบติดรถยนต์ แน่นอนว่าเครื่องแบบติดรถยนต์จะมีความสามารถที่ดีกว่าเครื่องแบบมือถือพกพา ในแง่ที่มีกำลังส่งที่สูงกว่า มีภาครับที่มีการกรองความถี่ที่ดีกว่า นอกจากนั้นก็มีความทนทานสูง ทนการกระแทกกระเทือนเมื่อถูกติดตั้งอยู่บนรถยนต์ได้ดีกว่าเครื่องแบบมือถือพกพา (และเครื่องชนิดติดตั้งประจำที่) อย่างไรก็ตามด้วยความสามารถที่ดีขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งการมีขนาดใหญ่ ใช้งานได้ง่ายกว่า มีกำลังส่งสูงกว่าเครื่องแบบมือถือพกพา เครื่องวิทยุสื่อสารแบบติดตั้งประจำรถยนต์จึงถูกนำมาใช้เป็นเครื่องสำหรับสถานีประจำที่ซึ่งก็ไม่ผิดอะไร  อย่างไรก็ตามความที่มันไม่ได้ถูกออกแบบมาให้เป็นเครื่องสำหรับสถานีประจำที่ตอนนั้นความสามารถในการบอกความแรงของสัญญาณของเครื่องวิทยุสื่อสารแบบประจำรถยนต์ก็ยังไม่สามารถบอกได้ถึงความแตกต่างระดับ +xx dB ที่เกิน S-meter = 9 ไปอยูดี (จากการทดสอบ เครื่องรุ่น FM-9012 ก็ให้ผลไปในลักษณะเดียวกันกับเครื่องชนิดพกพารุ่น FT-258

สรุป

จากสิ่งที่อธิบายมาด้านบนเพื่อนเพื่อนคงพอเข้าใจได้ว่าความแรงของสัญญาณในระดับที่เกิน S-meter = 9 นั้นสามารถวัดได้ และเมื่อเราพูดถึงความแรงสัญญาณในระดับ 9/+60 dB นั้น หมายถึงว่าความแรงมากกว่าระดับ S-meter = 9 ถึง 1,000,000 เท่า ซึ่งเครื่องวิทยุสื่อสาร ที่สามารถบอกความแรงระดับนี้ได้มักจะต้องเป็นเครื่องชนิดติดตั้งประจำที่ (เท่านั้น)

นอกจากนี้ยังหมายความว่าเราจะคอยจับสังเกตเอาการกระพริบติดหรือไม่ติดที่ 1-2 ขีดสุดท้ายของ S-meter บนมาตรวัด ของเครื่องวิทยุชนิดมือถือพกพาหรือชนิดติดตั้งบนรถยนต์เพื่อบอกว่าเป็นความแรงสัญญาณเกิน S-meter = 9 ไปกี่ dB นั้นไม่ได้ เพราะขีดท้ายๆ บนมาตรวัด S-meter ของเครื่องวิทยุประเภทมือถือและติดรถยนต์ไม่ได้แสดงความแตกต่างของ ความแรงสัญญาณว่าเป็น +xx dB ใดๆ ตามที่เราเข้าใจ (กันไปเอง)

ดังนั้นในคราวต่อไปที่เพื่อนๆ ใช้วิทยุสื่อสารและมีการรายงานผลการรับฟังรวมทั้งรายงานความแรงของสัญญาณที่รับได้ หากเราไม่ได้ใช้วิทยุสื่อสารชนิดประจำที่ที่มีความสามารถในการบอกความแรงของสัญญาณส่วนที่เกิน S-meter = 9 ได้แล้ว เราอาจจะรายงานความแรงสูงสุดที่ 9 เช่น "59" หรือ "QRK 5 ความแรงสัญญาณเต็มมาตรวัด" ก็เพียงพอแล้ว ทั้งนี้เพื่อความถูกต้องทางวิชาการและในการเป็นนักวิทยุสมัครเล่นที่ดีครับ

หมายเหตุ

ในการรายงานผลการรับสัญญาณกับเพื่อนนักวิทยุต่างประเทศทางย่านความถี่ HF ต่างๆ เราก็รายงานเพียง 59 ก็เป็นที่พอใจแล้ว ยกเว้นนานๆ ครั้งจะเห็นสัญญาณที่แรงกว่านั้นมากๆ เป็น + xx dB บนเครื่องวิทยุย่าน HF ก็รายงานกันไปได้ เนื่องจากเครื่องเหล่านั้นมีความสามารถในการวัดความแรงส่วนที่เกิน S-meter = 9 ไปได้จริง (ดูภาพประกอบด้านล่าง)

เครื่องวิทยุสื่อสารชนิดประจำที่ย่าน HF (ในภาพตัวอย่างคือ Icom

รุ่น IC-718) สามารถบอกความแรงของสัญญาณส่วนที่แรงเกิน

S-meter = 9 ได้อย่างถูกต้อง

สำหรับวันนี้ ต้องขอวางไมค์ เอ๊ย... วางคีย์บอร์ดและบอกคำว่า
QRU 73 de HS0DJU/KG5BEJ (จิตรยุทธ จุณณะภาต)
แล้วพบกันใหม่ในบทความเรื่องต่อไปนะครับ ขอบคุณครับ