Высокочастотные излучатели

К группе высокочастотных излучателей относятся высокочастотные автогенераторы, модуляторы высокочастотных колебаний и устройства, генерирующие паразитные высокочастотные колебания по различным причинам и условиям (рис. 36)

. Источниками опасного сигнала выступают высокочастотные генераторы радиоприемников, телевизоров, измерительных генераторов, мониторы электронно-вычислительных машин.

Модуляторы высокочастотных колебаний как элементы, обладающие нелинейными характеристиками (диоды, транзисторы, микросхемы) образуют нежелательные составляющие высокочастотного характера.

Довольно опасными источниками высокочастотных колебаний могут быть усилители и другие активные элементы технических средств в режиме паразитной генерации за счет нежелательной положительной обратной связи.

Источниками излучения высокочастотных колебаний в различной радиотехнической аппаратуре являются встроенные в них генераторы, частота которых по тем или иным причинам может быть промодулирована речевым сигналом.

Встроенные генераторы (гетеродины) обязательно имеются в радиоприемниках, телевизорах, магнитофонах, трехпрограммных громкоговорителях и в ряде электроизмерительных приборов. К ним примыкают различные усилительные системы - усилители низкой частоты, системы звукоусиления, способные по тем или иным причинам войти в режим самовозбуждения (т.е. по существу стать неконтролируемым гетеродином).

В качестве примера опасного сигнала автогенераторов рассмотрим микрофонный эффект гетеродинов радиоприемников бытового назначения. Основным элементом гетеродина радиоприемника является колебательный контур с конденсатором переменной емкости (рис. 37)

.

Период собственных колебаний гетеродина определяется условием равенства реактивных сопротивлений катушки индуктивности и конденсатора

XL=Xc

Частоту , при которой выполняется это равенство, называют собственной частотой колебательного контура. Ее значение определяется из соотношения

Под воздействием акустического давления будет меняться расстояние между пластинами переменного воздушного конденсатора гетеродина. Изменение расстояния приведет к изменению емкости, а последнее - к изменению значения частоты гетеродина по закону акустического давления, т.е. к частотной модуляции гетеродина акустическим сигналом.

Кроме конденсаторов, акустическому воздействию подвержены катушки индуктивности с подстроенными сердечниками, монтажные провода значительной длины, также создающие микрофонный эффект.

Практика показала, что акустическая реакция гетеродина возможна на расстоянии до нескольких метров, особенно в помещениях с хорошей акустикой. В зависимости от типа приемника прием такого сигнала возможен на значительном расстоянии, иногда достигающем порядка 1-2 км. Источником излучения высокочастотных колебаний в аппаратуре звукозаписи является генератор стирания - подмагничивания (ГСП), частота которого может быть промодулирована речевым сигналом за счет нелинейных элементов в усилителе записи, головки, записи и др. из-за наличия общих цепей электропитания, взаимного проникновения в тракты усиления.

Структурная схема магнитофона и пути прохождения сигнала ГСП частотой 50 - 120 кГц на элементы усилителя воспроизведения (УВ) и усилителя записи (УЗ) представлены на рис. 38.

В цепях технических средств, находящихся в зоне воздействия мощных высокочастотных излучений, наводятся сигналы напряжения до единиц и даже десятков вольт. Если в указанных цепях имеются элементы, параметры которых (индуктивность, емкость или сопротивление) изменяются под действием низкочастотных сигналов, то в окружающем пространстве будет создаваться вторичное поле высокочастотного излучения, модулированное низкочастотным сигналом (рис. 39)

.В качестве нелинейного элемента могут выступать:

- телефон, различные датчики (ВЧ навязывание по проводам);

— приемники, магнитофоны (ВЧ навязывание по эфиру).

Электромагнитные излучения средств вычислительной техники

Работа средств вычислительной техники сопровождается электромагнитными излучениями, которые являются источниками опасного сигнала, способными образовать определенные каналы утечки информации. Источниками образования каналов утечки могут быть дисплей, накопители, принтеры, плоттеры, линии связи и каналообразующая аппаратура.

Однако основным источником высокочастотного электромагнитного излучения является дисплей, так что он может оказаться самым слабым звеном вычислительной системы.

Структура излучения монитора персональных ЭВМ

В подавляющем большинстве персональных компьютеров основным средством оперативного отображения информации является дисплей, созданный на базе электронно-лучевой трубки. В составе ПК имеется специальная видеосистема, предназначенная для формирования изображений на экране монитора. Ее основу составляют специализированные схемы для генерирования электрических сигналов, управляющие монитором. Эти схемы получили наименование видеоадаптеров (далее - просто адаптеры). Адаптер по существу - это буферное устройство между компьютером и монитором.

На плате адаптера установлены микросхемы ПЗУ знакогенератора, программируемого контроллера, видеопамяти (или видеобуфера) и другие.

Схемы адаптера формируют сигналы, управляющие информацией, которая выводится на экран монитора. Для этого во всех видеосистемах имеется видеобуфер. Он представляет собой область оперативной памяти, которая предназначена только для хранения текста или графической информации, выводимой на экран. Основная функция видеосистемы заключается в преобразовании данных из видеобуфера в те сигналы, которые управляют монитором и в конце концов формируют на его экране изображение.

Следует отчетливо представлять, что любое текстовое или графическое изображение на экране состоит из огромного множества дискретных точек, называемых пикселами или пэлами (picture element - элемент изображения). Количество точек определяется конструкцией адаптера и в разных адаптерах различно, в зависимости от того, какое число пикселов отводится на формирование знакоместа и собственно знака изображения.

Так, например, наиболее простой адаптер фирмы IBM типа МДА (монохроматический дисплей и параллельный адаптер) формирует на экране 25 строк текста по 80 символов в каждой. Символьная позиция состоит из матрицы размерности 9 х14 пикселов, что позволяет получить хорошо воспринимаемые человеком изображения символов. Большинство символов фактически занимает матрицу 7 х 9, и "лишние" пикселы повышают удобочитаемость текста. Кроме того, с помощью адаптера МДА создаются такие атрибуты выводимых символов, как негативное изображение, повышенная яркость, подчеркивание и мерцание. Разрешающая способность адаптера МДА составляет 720 пикселов по ширине (9 пикселов на символ х 80 символов в строке) и 350 пикселов по высоте экрана (14 пикселов на символ х 25 строк).

Следовательно, разрешающая способность будет равна 720 х 350 == 252000 пикселов. Таким образом, на экране монитора, управляемого адаптером МДА, имеется 252000 пикселов (точек разложения).

Основные характеристики видеосистем

Можно заключить, что тип адаптера (монохроматический, многорежимный цветной, цветной с высококачественным изображением и другие) определяет количество пикселов на экране монитора. В табл. 1 приведены характеристики некоторых адаптеров зарубежных ПК.

* м - монохроматический;

ц - цветной

Излучение через кабели передачи данных

Как правило, причиной излучения кабелей является плохое состояние:

- соединителей;

- направленных ответвлений и т.п.

Теоретически, если нет дефектов в экранизирующей оплетке (экране) кабеля, то его экран ослабляет излучение более чем в 100 дБ. Этого более чем достаточно для предотвращения любого излучения кабеля, которое можно зарегистрировать. При этом предполагается максимальный уровень сигнала в кабеле не более 100 мВ, а минимальный на поверхности кабеля должен быть более 1 мкВ, чтобы он был зарегистрирован приемником. Существуют приемники, которые могут улавливать и более слабые сигналы, но они обычно узкополосные и не годятся для приема широкополосных сигналов передачи данных.

Известно, что тепловой шум на входе приемника ограничивает прием сигнала. Это можно подтвердить значениями шума широкополосного кабеля.

Табл.2

Из данных таблицы следует, что среднеквадратичное значение теплового шума на поверхности кабеля выше 1 мкВ для кабеля с высокой скоростью передачи данных (отношение сигнал/шум больше 1). При таких значениях вполне возможен перехват данных по излучению кабеля. С увеличением расстояния между кабелем и приемником эта возможность уменьшается, т.к. затухание излучения равно

где d - расстояние до кабеля,

л - длина волны излучения кабеля.

Таким образом, при исправном кабеле перехватить информацию по излучению очень трудно. Однако на практике кабели не всегда экранированы. Это приводит к тому, что неисправные или покрытые коррозией соединители могут быть причиной значительных излучений. Сигнал в 1 мкВ может быть обнаружен на расстоянии 3 м от кабеля, а в 1 мВ - на расстоянии 300 м.

Частота или скорость вывода пикселов в видеосистеме определяется аппаратно. Она называется частотой точек, или пикселов. Генератор, формирующий сигнал с этой частотой, называется задающим тактовым генератором.

Экспериментальные исследования показали, что излучение дисплея имеет в своем составе широкополосную и узкополосную составляющие. Уровень широкополосного излучения дисплея зависит от числа букв на экране; уровень узкополосной составляющей определяется системой синхронизации и частотой повторения светящихся точек - частотой следования импульсов.

Структура излучения систем удаленного доступа

Особое место излучения высокочастотного сигнала занимают в системах удаленного доступа в ЭВМ и в информационно-вычислительных сетях.

Из ЭВМ на аппаратуру передачи данных (модем) поступают посылки постоянного тока, преобразование которых в частотно- или фазово-модулированный сигнал выполняет на передающей стороне модулятор. На приемной стороне обратное преобразование реализуется демодулятором, принимающим из канала связи высокочастотные сигналы, превращая их в посылки постоянного тока. Значение частоты генераторов при ЧМ определяется, исходя из заданной скорости передачи данных по каналу связи.

На рис. 41 представлена структурная схема взаимодействия ПЭВМ с аппаратурой передачи данных

.рис. 41 Структурная схема связи ЭВМ с модулятором и линией связи

Поиск по сайту: