Нагрузочная способность LC фильтров

 

Другая проблема, которая влияет на конструкцию фильтров – это нагрузочная способность фильтров.

- величина рабочего напряжения

- величина рабочего тока

Ток - заданная величина при проектировании фильтра.

Чем больше U_раб и I_раб тем больше габариты приборов. Чем больше габариты, тем выше паразитные составляющие емкостей и индуктивностей.

 

Ферромагнетики характеризуются петлёй гистерезиса.

 

 

Рис.11.11 Петля гистерезиса

 

У магнитомягких материалов петля узкая.

У магнитожестких элементов она широкая – прямоугольник.

Для катушек используют магнитомягкие материалы.

В_НАС – индукция насыщения.

 

Рис. 11.12 Петля гистерезиса для

магнитомягких материалов

 

Идеальные сердечники имели бы кривые следующего вида.

Как правило

Реальные материалы имеют величину и график может быть таким.

 

 

Рис. 11.13 реальная петля гистерезиса

 

Следовательно, реальный рабочий диапазон очень маленький.

 

К передовым материалам можно отнести аморфное железо.

Расчет конструкции индуктивных элементов

 

Рис. 11.14 Физическая реализация

катушки индуктивности

 

N – число витков

l_cp – средняя длина магнитной линии

I – ток

 

Максимальное значение Н ограничивается петлёй гистерезиса. А по максимальному значению Н можно определить максимальное значение тока.

 - определяются индуктивностью.

D – внешний диаметр

d – внутренний диаметр

h – высота

На основании этих двух уравнений выбираются габариты, чтобы обеспечить заданную индуктивность при заданном токе.

 

Следовательно:

 

 

Список литературы.

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

51. Атабеков Г.И. Основы теории цепей. - М.: Энергия, 1969.- 424 с.

52. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА: Справочник/ Н.Н. Акимов, Е.П. Ващуков, В.А. Прохоренко, Ю.П. Ходоренко. – Мн.: Беларусь, 1994. – 591 с.

 

Лекция 12

Каналы утечки информации образованные высокочастотным (ВЧ) навязыванием. Меры защиты

 

Содержание лекции

Образование канала утечки информации за счет ВЧ навязывания в проводной линии.

Защита информации от каналов, образованных электромагнитным излучением.

 

Образование канала утечки информации за счет ВЧ навязывания в проводной линии

Канал утечки информации может возникнуть за счет того, что в какой-то точке между телефонным аппаратом и АТС в телефонную линию будет вводиться высокочастотное колебание, и в точках ввода этого колебания подключено приёмное устройство, обнаруживающее модуляцию высокочастотного колебания (Рис. 12.1).

 

Рис 12.1 Высокочастотное навязывание

 

Вид высокочастотного колебания следующий:

 

Приемник должен продетектировать модулированное колебание и выделить огибающую, которая и содержит информационный сигнал. Данный метод позволяет бороться с низкочастотными помехами, с его помощью можно выделить информацию из низкочастотного зашумленного сигнала. Это связано с тем, что источники шума и информации разнесены друг относительно друга в пространстве, следовательно, сигналы имеют разные статистические характеристики.

Проанализируем, каким образом высокочастотный сигнал модулируется низкочастотным информационным в линии, в состав которой входят нелинейные элементы.

 

 

Рис 12.2 Линия, в состав которой входят нелинейные элементы

 

Рис 12.3 Эквивалентная схема линии с нелинейным элементом

 

 - возникает за счет акустоэлектрического эффекта.

Для того чтобы добыть информацию в линию, подается сигнал высокочастотного навязывания.

 

, где

 

 

Ток диода выражается следующим образом:

 

, где

 

 

Напряжение на диоде находим следующим образом:

 

 

Тогда ток диода выглядит следующим образом:

 

 

Обычно:

 

Если E₂=0 (высокочастотное колебание отсутствует), тогда

 

Если разложить данную функцию в ряд Тейлора в окрестности нуля и взять первые два слагаемых, то значение тока диода будет иметь следующий вид:

 

 

Учтем, что . Очевидно, что ток в линии будет очень маленьким и утечки информации не будет.

 

Если  (высокочастотное колебание присутствует) и , тогда

 

 

Разложим  в ряд Фурье по функциям Бесселя. Ток диода приобретает вид:

 

 

 

 

Спектр такого сигнала имеет вид:

 

 

 

Рис.12.4 Спектр тока диода

Шпионская аппаратура в основном выделяет гармоники на частотах, близких к . Так как, чем больше порядок функцииБесселя, тем меньше её значение (Рис 9.5).

 

 

Рис.12.5 Функции Бесселя

 

 

Для того чтобы предотвратить считывание информации в линию обычно включают LC – фильтры. Однако в этом случае злоумышленник может использовать для канала высокочастотного навязывания очень большие частоты, что позволит ему считать информацию, воспользовавшись тем, что на очень высоких частотах в схеме фильтра становится существенным влияние на АЧХ фильтра паразитных емкостей и индуктивностей.

В реальных условиях телефонная линия может быть недоступна злоумышленнику, поэтому возможны следующие варианты считывания информации:

 

1. Подать высокочастотный сигнал на дополнительные линии, выходящие за пределы охраняемой зоны и связанные с телефонной линией емкостной или индуктивной связью (Рис. 12.6).

2. Высокочастотное навязывание по радиоканалу.

 

 

 

Рис.12.6 Емкостная связь

 

Если воздействие достаточно высокочастотное, то паразитной связи будет достаточно, чтобы создать систему высокочастотного навязывания. Либо можно воспользоваться радиопередатчиком, но придется использовать очень мощный генератор.