10. Физическая природа пэмин (классификация по физической природе, индуктивные и емкостные паразитные связи и наводки).

Физическую основу случайных опасных сигналов, возникающих во время работы в выделенном помещении радиосредств и электрических приборов, составляют побочные электромагнитные излучения и наводки (ПЭМИН). Процессы и явления, образующие ПЭМИН, по способам возникновения можно разделить на 4 вида:

•       не предусмотренные функциями радиосредств и электрических приборов преобразования внешних акустических сигналов в электрические сигналы;

•       побочные низкочастотные излучения;

•       побочные высокочастотные излучения.

•       паразитные связи и наводки;

К первой группе(АЭП) относятся физические устройства, элементы, детали и материалы, способные под действием переменного давления акустической волны создавать эквивалентные электрические сигналы. Свойства преобразователей используются по своему функциональному назначению для создания микрофонов. Но существуют разнообразные радиоэлектронные элементы и устройства, обладающие микрофонным эффектом. Именно это приводит к появлению в указанных радио и электрических устройствах опасных сигналов, которые создают угрозу для утечки информации.

Наибольшей чувствительностью обладают электродинамические АЭП в виде динамических головок громкоговорителей. Сущность преобразования заключается в следующем: под давлением акустической волны катушка в виде картонного цилиндра с намотанной на нее тонкой проволокой перемещается в магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом цилиндрической формы. В соответствии с законом электромагнитной индукции в катушке возникает ЭДС, величина которой пропорциональна громкости звука. Опасные сигналы на концах катушки составляют величину 5-15 мВ, достаточную для их распространения за пределы помещения, здания и даже территорию. Поэтому неработающие, но непосредственно подключенные к радиотрансляционной сети громкоговорители или динамические головки устройств громкоговорящей связи могут выполнять функцию микрофона и передавать информацию разговоров в помещении на достаточно большое расстояние (за КЗ).

Аналогичный эффект возникает в электромагнитных АЭП. К ним относятся электромагниты (электромеханические звонки, капсюли телефонных аппаратов, шаговые двигатели вторичных часов и др.).

Магнитострикция проявляется в изменении магнитных свойств ферромагнитных веществ при их деформировании (растяжение, сжатие, изгибание, кручение). Такое явление называется обратным эффектом магнитострикции, в отличие от прямого, который заключается в изменении геометрических размеров и объема ферромагнитного тела при помещении его в магнитное поле. В результате магнитострикции под действием акустической волны изменяется магнитная проницаемость сердечников индуктивности (контур, дроссель, трансформатор) радио и электротехнических устройств, что приводит к эквивалентному изменению значений индуктивности и модуляции циркулирующих в устройствах сигналов.

Опасные сигналы емкостных АЭП возникают в результате механического изменения под давлением акустической волны зазоров между пластинами конденсаторов и проводами, приводящее к эквивалентному изменению значений сосредоточенных и распределенных емкостей схем радиотехнических средств. Широко распространены АЭП, использующие свойство некоторых кристаллических веществ (кварц, титонат, необат бария и другие) создавать заряды на своей поверхности при ее деформировании, в том числе под действием акустической волны. Эти вещества применяются для создания функциональных акустоэлектрических преобразователей, например, пьезоэлектрических микрофонов. Опасные сигналы создают пьезоэлектрические вещества, в основном кварц, применяемые в генераторах для стабилизации частоты, а также пьезоэлементы датчиков технических средств охраны.

Опасные поля в виде низкочастотных полей образуются при протекацнии по токопроводам радиосредств (проводам индуктивности, монтажные и соединительные линии, дорожки печатных плат) электрического тока в звуковом диапазоне частот с закрытой информацией. Источниками таких сигналов могут быть телефонные аппараты, усилители мощности, бытовая радиоэлектронная аппаратура.

Источниками побочных высокочастотных колебания являются:

• ВЧ генераторы;

• усилительные каскады;

• нелинейные элементы (диоды, транзисторы и др.), на которые подаются гармонические ВЧ колебания и электрические сигналы с речевой информацией;

Паразительные связи и наводки характерны для любых радиоэлектронных средств. Различают 3 вида связи: 1)гальваническая; 2) индуктивная; 3) емкостная;

Гальваническая связь (связь через сопротивление) возникает, когда по одним и тем же цепям протекают токи разных источников сигналов. В этом случае наблюдается проникновение сигналов в непредназначенные для них элементы схемы. Сигналы, несущие конфиденциальную информацию за счет гальванической связи могут проникать в цепи, имеющие внешний выход.

Паразитная индуктивная связь характеризуется следующими физическими процессами: в пространстве, окружающем любую цепь, по которой протекает электрических ток возникает магнитное поле, постоянное или переменное в соответствии с характером тока. В соседних проводниках, находящихся в переменном магнитном поле возбуждаются переменные ЭДС, величина которых растет с повышением частоты. Если такой проводник является частью какой-то замкнутой электрической цепи, то под влиянием возникших в нем ЭДС в цепи протекает электрический ток. Он создает, во-первых, помеху полезному сигналу в этой цепи, во-вторых, может моделировать другой электрический сигнал и распространяться за пределы КЗ по проводам и/или в виде поля.

Переменный ток, протекающий по цепи А, создает магнитное поле, силовые линии которого достигают проводников другой цепи В и наводят в ней ЭДС.

Взаимная индуктивность замкнутых цепей зависит от взаимного расположения и конфигурации проводников. Она тем больше, чем большая часть магнитного поля тока в одной цепи пронизывает проводники другой цепи.

Емкостная паразитная связь возникает между любыми элементами схемы: проводами, радиоэлементами схемы и корпусом (шасси). Степень влияния емкостной связи определяется величиной паразитной емкости и частотой сигнала. Чем больше величина паразитной связи и частоты сигнала, тем больше паразитная емкостная связь. Величина паразитной емкости на единицу длины проводов, параллельно расположенных на удалении b друг от друга, определяется по формуле:

где d — диаметр проводов; е — абсолютное значение диэлектрической постоянной.

Наводки представляют собой сигналы, проникающие через паразитные связи с одной цепи на другую. Наводки создают угрозу безопасности информации в случае наводок на цепи, имеющие выход за КЗ (провода АТС, системы электропитания, системы оперативной или диспетчерской связи, сотовой связи).