Использование фильтров для защиты от утечки информации в проводных системах

 

Содержание лекции

Обоснование применения фильтров.

Защитные фильтры.

Реализация фильтров.

Схемы включения фильтров.

 

Обоснование применения фильтров

Для защиты проводных линий от утечки можно использовать электрические фильтры, которые обеспечивают пропускание сигналов в необходимой полосе и задерживание сигналов вне полосы.

 

 

Рис. 10.1 Проводная телефонная линия

 

Рис. 10.2 Спектральные составляющие,

передаваемые в линии

 

Чаще всего для таких сигналов используют фильтр нижних частот, однако можно использовать и полосовой фильтр.

 

Назначение: отфильтровать сигнал, не попадающий в полосу пропускания основного сигнала (чужеродный сигнал на высокой частоте).

С другой стороны на телефонный аппарат не должен пройти высокочастотный сигнал, который тестирует телефонный аппарат с помощью высокочастотного навязывания.

 

В системе с высокочастотным уплотнением фильтры вообще обязательны.

Фильтры могут быть снабжены устройствами защиты от силовых мощностных воздействий.

 

Защитные фильтры

1. Пассивные фильтры

2. Пассивные фильтры с силовыми ограничителями

 

 

Рис 10.3 Защитные фильтры

 

 

                                                               

 

 

Рис 10.4 Зависимость емкости варистора от напряжения

 

Пока напряжение не превышает U_kp варисторы работают, как обычные конденсаторы. Если U> U_kp, то С_вар резко возрастает:

 

Реализация фильтров

1. L, C фильтры – лестничная структура

 

Рис 10.5 Лестничная структура фильтра

 

2. R, C активные фильтры.

 

В RC фильтрах с помощью активных элементов получается эквивалент индуктивности.

Например, фильтры на основе операционных усилителей.

 

 

Рис. 10.6 Фильтр на основе операционного усилителя

 

 

 

Рис. 10.7 АЧХ фильтров

 

На фильтры можно подавать входной сигнал, такой, чтобы выходное напряжение не превышало питающие напряжение.

 

 

 

Рис. 10.8 Прохождение сигналов разных

амплитуд через фильтр

 

При превышении U_вх некоторого значения, соответствующего неравенству U_вых>U_вых.кр произойдёт искажение выходного напряжения.

Начиная с некоторого значения U_вх может привести к самовозбуждению, следовательно, произойдет выход из рабочего режима, и этот элемент в цепи будет отсутствовать.

Недостаток фильтра связан с шумовыми свойствами. Активные фильтры имеют очень высокий коэффициент шума. Если он стоит на входе устройства, которое должно обеспечивать высокую чувствительность, то эта чувствительность будет ухудшена из-за того, что фильтр сам создаёт шумы. Поэтому необходимо перед фильтром ставить МШЧ.

3. Цифровые фильтры

Применительно к нашей задаче фильтр непригоден.

Реализуется не физически, а программно, следовательно, необходимо аналоговый сигнал представить в цифровой форме, то есть нужна добавка в виде АЦП.

 

 

Рис. 10.9 Схема цепи

 

Реализация такой системы достаточно сложна и для реализации защиты проводных линий по большей части не пригодна.

 

Рис. 10.10 Усилитель средства разведки,

подключенного к телефонной линии

 

Если подать на усилитель шум с большой величиной амплитуды этого будет достаточно, чтобы вывести усилитель из оптимального режима, значит смесь шума и сигнала неразличима.

Для того, чтобы предотвратить нарушение работы усилителя необходимо защитить его посредством использования фильтра:

 

- Активный

- Пассивный

 

 

Схемы включения фильтров

 

 

Рис 10.11 Средство разведки подключенное к линии

через фильтр

 

 

Рис. 10.12 Подключение средства разведки к линии

с помощью активного фильтра

 

LC фильтры незаменимы при защите сети в 220В или в линиях, по которым протекает силовой ток. 

 

 

Список литературы.

47. Попов В.П. Основы теории цепей. -  М.: Высшая школа, -1985.- 496 с.

48. Ханзел Г. Справочник по расчету фильтров. Пер. с англ., под ред. А.Е. Знаменского. - М.: Сов. Радио, - 1964. – 288 с.

49. Хьюлсман Л.П. Активные фильтры. Пер. с англ., под ред. И.Н. Теплюка. – М.: Мир, - 1972. – 516 с.

 

Лекция 11