4.3.5 Вибір тестів при вимірюванні певмн цифрових сигналів

Фахівцю в області спеціальних досліджень необхідно дуже добре уявляти собі, що ж саме він повинен зміряти і як розрахувати результат. Причому необхідно уявляти собі як часове, так і частотне (спектральне) представлення сигналів. Роздільно, у випромінюючих ланцюгах і у вигляді ПЕМВН.

Дослідження рівня ПЕМВН від засобів обчислювальної техніки ґрунтується на загальних принципах вимірювань напруженості електричних і магнітних полів. Специфіка цих вимірювань полягає в тому, що, по-перше вимірювані сигнали являються малопотужними, по-друге за раніше складно передбачити картину електромагнітних випромінювань конкретного технічного засобу. Тому, вимірюванню рівня сигналів ПЕМВН завжди передує процес верифікації, (від англ. Verification – перевірка) тобто підтвердження того, що знайдений сигнал дійсно є інформативним.

Інформативними називаються сигнали, що мають носійну, модульовану інформацією, яка обробляється на ПЕОМ. Наприклад, зображенням виводиться на монітор, дані, які оброблюються на пристроях вводу-вводу тощо. Несучі роблять інформацію, яка оброблюється на ПЕОМ, доступною супротивнику на великій відстані.

Неінформативними ПЕМВ називаються сигнали, аналіз яких може дати уявлення лише про режим роботи СВТ і ніяк не відображає характер інформації оброблюваної на ПЕОМ.

Очевидно, що ПЕМВ варто чекати на тактовій частоті, а так само на кратних гармоніках тактової частоти (згідно теорії – лише на непарних гармоніках). Зауважимо, що ПЕМВ не мають пристрої, які працюють з інформацією що представлена в аналоговому вигляді, наприклад, копіювальні апарати, що використовують пряме світлокопіювання.

Для вибору тестового сигналу має значення тип кодування та вид коду тестового сигналу.

Видом коду називається спосіб перетворення низькочастотного сигналу (зміна його частоти, амплітуди, фази) необхідне для передачі інформації.

З погляду дослідження ПЕМІ існують наступні види коду:

- потенційне кодування. В цьому випадку інформативним (що містить інформацію) є амплітуда сигналу. Такий вид кодування застосовується, наприклад, для передачі відеосигналу на монітор.

- імпульсне однополярне кодування. В цьому випадку інформацію несе фаза сигналу, а полярність сигналу не міняється. Застосовується в мережах зв’язку.

- імпульсне різнополярне кодування. Тут інформативним є не тільки фаза, але і полярність сигналу.

Типом кодування сигналу називається спосіб організації потоку даних. Послідовне кодування характерне для послідовних ліній передачі даних, де швидкість передачі даних виражається в бодах і в часі одночасно передається одна двійкова одиниця інформації (наприклад – комп’ютерна мережа або монітор). Паралельне кодування характерне для паралельних систем передачі даних. В таких системах швидкість передачі виражається, як правило, в байтах і інформація передається декількома каналами одночасно. Прикладом може служити LPT порт комп’ютера.

Сформулюємо підходи до цих уявлень і хід міркувань на базі простої моделі сигналу ПЕМВН і класичних основ радіотехніки.

У ПЕОМ виділяють два основні вузли, які можуть бути ймовірним джерелом ПЕМВ: сигнальні кабелі та високовольтні блоки. Для випромінювання сигналу в ефір необхідна налагоджена на конкретній частоті антена. Такою антенною добре виступають довгі лінії передачі даних або сполучні кабелі. В той же час, підсилювачі проміння монітора мають набагато більшу енергетику і теж виступають як випромінюючі системи. Їх антенною системою є як сполучні шлейфи, так і інші довгі ланцюги, гальванічно пов’язані з цими вузлами.

Для дослідження технічного засобу на ПЕМВ необхідно примусити його працювати в режимі, коли воно обробляє (передає) максимальну кількість інформації. Або по-іншому можна сказати, що коректно заданим може вважатися режим, який забезпечує максимум сигналу інформаційного ПЕМВ. Такий режим роботи досліджуваного пристрою називається тестовим режимом або тестом.

Використані у тестових режимах сигнали мають бути періодичними. Їх потужності концентруються у сукупності вузько смугових складових, які відстоять один від одного по осі частот на тактову частоту тестового сигналу

F_T= 1 / T (Гц), (2)

де Т – період слідування тактових імпульсів у секундах.

Розглянемо періодичний сигнал із тривалістю тактових імпульсів τ та скважністю Q = T/τ (рис. 3.33). Середня потужність сигналу у частотній області

Рисунок 3.33 – Приклад тестового сигналу та його спектр

Р_ср = 0,5 ΣЕ_i² , (3.4)

де E_i – амплітуда спектральної складової сигналу на частоті f_i.

Середнє квадратичне значення напруженості електромагнітного поля одиночного випромінюваного імпульсу можна записати у вигляді [Тупота].

. (4.5)

Середнє квадратичне значення електромагнітного поля нормованих шумів Е_ш у смузі ΔF = 1/τ складає при цьому

, (4.6)

де Е_шн(f) – спектральна щільність потужності нормованого значення шуму, значення якого визначається нормативними документами.

Тоді базове співвідношення для розрахунку всіх показників інформаційної захищеності, тобто відношення середнє квадратичних значень інформативного сигналу та завади визначається вираженням

. (4.7)

Створення коректного тесту є складною задачею, яка розв’язується індивідуально по кожному типу технічного засобу, після попереднього вивчення виду і типу кодування і передачі інформації, способів і методів її витоку. Для створення правильного тесту необхідно знати як принципи роботи пристрою, так і його конкретні алгоритми функціонування. Оптимальним і найкоректнішим можна запропонувати наступний варіант роботи. Як правило, при зміні послідовності тестових сигналів частоти ПЕМВ не змінюються, змінюється тільки їх амплітуда. Теоретично це обґрунтовано тим, що конкретна апаратура не змінює свої характеристики швидкості обробки інформації в залежності об’єму оброблюваних даних.

Для створення коректного тесту потрібно виконати наступні дії:

- з’ясувати принципи і способи передачі інформації на досліджуваній апаратурі. Переконатися, що у даної апаратури спосіб завдання тесту впливатиме лише на амплітудні характеристики ПЕМВ, не змінюючи їх частот;

- знайти сигнали ПЕМВ по довільно заданому тестовому сигналу;

- підібрати тестовий сигнал, у якого амплітуда ПЕМВ досягла свого максимального значення;

- провести розрахунки відповідно до максимально знайдених рівнів сигналів;

Розглянемо як початкову просту модель сигналу ПЕМВН, почавши з найпоширенішого до останнього часу – сигналу аналогового RGB інтерфейсу відеопідсистеми персональної електронно-обчислювальної машини (ПЕОМ). Конкретні параметри сигналу в часовому його уявленні помітно залежатиме від застосованого тест-режиму і параметрів відеопідсистеми ПЕОМ.

Будемо використовувати стандартний тест типу «піксель через піксель». Тобто з чергуванням світлих точок зображення (пікселів) з чорними (що не підсвічуються) точками. В цьому режимі «довжина» світлого і темного пікселя однакові, тобто однакові τ_і – тривалості відповідних імпульсів і пауз між ними. Такий сигнал носить в радіотехніці найменування меандра. Відношення періоду імпульсної послідовності до тривалості імпульсів, T_і/τ_і = 2.

Тест-зображення меандр через 1 піксель створює сигнал інформативного випромінювання максимальної амплітуди з мінімальною частотою повторення. Сигнал від такого тесту являється високочастотним. Наприклад, за відеорежиму 1024 x 768 x 85Hz перша гармоніка спектра інформативного сигналу буде складати близько 40 MHz.

Припустивши, що модуляційна характеристика електронно-променевої трубки CRT монітора апроксимована похилій прямій, тобто вона лінійна. Врахуємо, що значення рівнів (яркостей) «червоного», «зеленого» і «синього» складають, відповідно (типові значення х-координаты для RGB моделі, табл. 4.2).

Таблиця 4.2

Колір	Х	Y	Модуль
Червоний	0,64	0,33	0,72
Зелений	0,29	0,60	0,67
Синій	0,15	0,06	0,16

Оскільки, фактично, це значення векторів, то модулі їх «довжини» мають значення, приведені в останньому стовпці, а амплітуди модулюючих імпульсів повинна бути пропорційні цим значенням, якщо формуються пікселі «білого» кольору.

Отже, в трьох фізичних лініях (як правило – екранованих коаксіальних провідниках) кабелю від відеокарти до монітора (а також в ланцюгах відеопідсилювача і модуляторів кінескопа) осцилограми сигналів матимуть вигляд, близький до прямокутного.

Реальні тривалості фронтів і спади плоскої частини залежатимуть від багатьох причин (схемотехніки вузлів, погонної ємності кабелів, інших паразитних ємностей, якості і параметрів пробника, осцилографа тощо). Сигнали, а, отже, і ПЕМІН всіх трьох ліній, строго синхронні і, через це, еквівалентні одному сигналу з амплітудою, що умовно приймається за «1».

Окремо відзначимо, що приведені вище міркування відносяться до потенціалів, що поступають на катоди електронних «гармат» кінескопа або, що те ж саме – на входи відеопідсилювачів трьох колірних каналів.

Відеопідсилювачі розміщуються на «цокольній платі», прямо на «хвості» кінескопа. При цьому на вході відеопідсилювача сигнали мають амплітуду порядка 1 В, а на виході до 30 В.

Типові значення, в конкретних моделях можуть мінятися. Через вельми значний рівень ПЕМІН саме цього вузла звичайно значний. Подача відеосигналу «на катод» вимагає його негативної полярності, коли «білий» піксель відповідає рівню «0» В, а «чорний» ?Uмакс.

Сигнали в кабелі RGB інтерфейсу (системний блок - монітор), які кодуються 256 рівнями, і, звичайно, не перевищують одного вольта, можуть не підкорятися приведеним співвідношенням амплітуд (див. таблицю колірних векторів). Ця прив’язка здійснюється вже у відеопідсилювачах, завданням різного посилення по каналах. ПЕМІН кабелю часто теж значний, але вже за рахунок великої довжини лінії і, часом, за рахунок недостатнього їх екранування або асиметрії.

Далі розглянемо структуру повного відеосигналу на триваліших інтервалах часу.

Побудова зображення на екрані CRT монітора, традиційно, повторює побудову класичного ТБ зображення.

Тому приймання ПЕМВ монітора можливе на звичайний телевізійний приймач після невеликої доробки системи розгортки. Зображення формується з окремих горизонтальних рядків. Значить і тест-режим, неминуче, буде підкорятись саме цим законам.

Розглянемо один рядок одного кадру. Залежно від встановленого відеорежиму, число рядків у кадрі і число пікселів у рядку є стандартні, типові числа. Для DOS-режиму пори перших ПЕОМ класикою був відеорежим 640 х 480 (перше число кількість пікселів у рядку, друге – число рядків у кадрі).

Походження цього стандарту цілком зрозуміло, навіть сьогоднішні телевізійні стандарти SEKAM і PAL (720 х 576), NTSC <http://ru.wikipedia.org/wiki/NTSC> (720 х 480) вельми близькі. Вже пізніше, з підвищенням можливостей моніторів, стали застосовуватися стандарти вищого вирішення (800 х 600; 1024 х 768; 1280 х 1024 тощо).

Припустимо, що наш монітор працює в режимі 1280 х 1024х60. Це значить, що в одному рядку формується 640 «чорних» і 640 «білих» пікселів, таких рядків у кадрі 1024 при 60 кадрах в секунду.

З вищенаведеного виходить, що в кабелі (і інших, згаданих ланцюгах) проходить сигнал у вигляді пакету з 640 імпульсів (640 «білих» пікселів і 640 пауз між ними) – один рядок растру.

Потім якась пауза на зворотний хід променя кінескопа в початок рядка та новий рядок (пакет імпульсів). І так 1024 рядків. Після чого слідує триваліша пауза на зворотний хід променя в початок наступного кадру (з правого нижнього кута екрану у верхній лівий). І так 60 разів в секунду.

Для визначення часових співвідношень у сигналі використаємо аналогічні співвідношення в телевізійному сигналі: 625 рядків при 25 кадрах (точніше – 25 «напівкадрах», але для розгляду це неістотно).

Для телевізійного сигналу один кадр по тривалості дорівнює 625 рядкам по 64 мкс (тривалість рядка растру, включаючи зворотний хід променя «по рядку» – 12 мкс).

Неважко розрахувати, що це якраз і відповідає частоті 25 кадрів в секунду. Зворотний хід променя по кадру в даному випадку просто не враховується, хоча він і довше рядкового у 2,5 рази. Базуючись на цих співвідношеннях, розрахуємо орієнтовні часи для вибраного відеорежиму.

Оскільки відеорежим тест-режиму складає 1024 рядки (в 1,6384 рази більше, ніж телевізійного) і кадрова частота 60 Гц (в 2,4 рази більше), то тривалість рядка складе порядка 16,27604 мкс із зворотним ходом 3,051758 мкс.

Виходячи з одержаного, перевіряємо 1/16,27604 мкс = 61,4, тобто частота приблизно 60 Гц. Значить, розрахунок вірний.

Далі, за 16,27604 – 3,051758 = 13,22428 мкс проходить 1280/2 = 640 імпульсів. Це відповідає частоті проходження імпульсів рядка 1/(13·10^-6/640) ≈ 48,4 Мгц. Таким чином, ми обчислили тактову частоту тест-сигналу для вибраного тест-режиму.

Пакети із 640 імпульсами (рядки) слідують з періодом 1/16,27604 мкс = 61,44 кГц.

Пригадаємо з радіотехніки про закони модуляції. Отже, часове представлення сигналу сформовано (рис. 4.2).

Розглянемо, далі, як це повинне виглядати в частотному (спектральному) уявленні.

 

Рисунок 4.2 – Часова діаграма повного сигналу RGB

Такий вид сигналу співпадає за структурою з амплітудно - маніпульованим радіосигналом. При цьому тактова частота проходження імпульсів в рядковому пакеті виконує роль носійної частоти, а частота проходження цих пакетів – роль частоти маніпулювання.

У періоди існування (прямого ходу променя в кінескопі) рядкового пакету імпульси («носійна») є, в періоди «зворотного ходу променя» імпульсів «носійної» немає. У класичній амплітудній модуляції це означає, що коефіцієнт модуляції тотожно дорівнює «1».

Нагадаємо, що при таких параметрах амплітудної модуляції в «бічних» частотах знаходиться 50% енергії радіосигналу.

Відповідно до перетворення Фурье для такого сигналу його спектр представляє собою носійну частоту і дві «бічні частоти, «віддалені» від носійної на ± модулюючу частоту (в даному випадку на ± 61,44 кГц), представлений на рис. 4.3.

Рисунок 4.3 – Спектр маніпульованого радіосигналу

Сигнал RGB відрізняється тим, що його «носійна» не синусоїдальна, а, швидше, «трапецеїдальна». Отже, його спектр міститиме значне число гармонійних складових. Вузькосмугові прилади повинні будуть зафіксувати ці складові, як в самих лініях, так і в просторі. Тоді графік спектральної густини нашого сигналу (графік розкладання Фурье) матиме вигляд, приведений на рис. 4.4.

Рисунок 4.4 – Частина повного спектру тестового, періодичного сигналу RGB

Звернемо увагу на те, що збагачення спектру гармоніками відбулося не тільки за рахунок гармонік «несучої», але і за рахунок гармонік «частоти маніпуляції». Кількість «бічних частот» біля кожної з гармонік несучої, в теорії є нескінченною. А на практиці залежить від множини причин. Звичайно, істотні по амплітуді (не менше, ніж –10 дБ від амплітуди «несучої») «бокові» – перші 3 - 4. Але на практиці можливо і більше, до 30 шт. з кожної сторони.

Як бачимо, будь-який інформаційний сигнал додатково промодульовано неінформаційним низькочастотним сигналом. Для монітора це зворотний хід рядкової і кадрової розгортки, для принтера – переклад каретки або паперу. Неінформаційна низькочастотна завада спотворює форму інформаційного сигналу і є причиною систематичної постійної похибки вимірюваного рівня сигналу. Для того, щоб грамотно боротися з цим необхідно виконувати дві умови. По-перше, для виявлення і вимірювання сигналу необхідно використовувати піковий детектор. По-друге, час вимірювання рівня сигналу повинен бути більше тривалості неінформаційного модулюючого сигналу.

У вимірювальній апаратурі зустрічаються чотири основні види детекторів: піковий, квазіпіковий, середньоквадратичний і лінійний. Фізичні основи цих детекторів такі:

- піковий детектор показує амплітуду сигналу,

- середньоквадратичний відображає його потужність,

- лінійний - миттєву реалізацію сигналу у момент його вимірювання,

- квазіпіковий не має в своїй основі ніякої фізичної величини і призначений для уніфікації вимірювання радіозавад для задач дослідження на електромагнітну сумісність.

Розрахункова частина задачі спецдосліджень ґрунтується на знанні енергії одиночного імпульсу. Тому абсолютно коректно вимірювання проводити тільки за допомогою пікового детектора. Застосування інших детекторів може привести до істотного спотворення інформації про енергію одиночного імпульсу і врешті-решт до помилок в результатах розрахунку.

Розберемося докладніше, які складові несуть інформацію і про що.

Поза сумнівом бічні несуть інформацію про наявність пакетів імпульсів. А для нас «інформативною складовою» є інформація про кожен окремий імпульс. Бо саме так сформульована задача перехоплення. Тобто для синтезу потенційним супротивником послідовності імпульсів, причому кожного імпульсу окремо, неначебто енергії «бічних частот» і не важливі (не потрібні), тобто неінформативні.

Проте інформація про закінчення одного пакету (одного рядка растру) і початок наступної теж необхідна для точної синхронізації з перехопленим сигналом, що дозволяє помітно поліпшити відношення сигнал/завада і, отже, вірогідність розпізнавання кожного окремо взятого кодового імпульсу. Є ще і «бічні частоти», що відлічуються від «рядкових бічних», кратні частоті проходження кадрів, тобто ± 60 Гц.

Практично, з вищенаведених викладень виходить наступне:

1. Якщо вимірювання ведуться селективним приладом з еквівалентною смугою пропускання, більшою, ніж ± (2 - 4) F_бок, то, переконавшись, що більшого числа «бокових» захоплювати значення немає (їх амплітуди спадають достатньо швидко), далі так і вимірюють.

2. Якщо вимірювання ведеться з еквівалентною смугою пропускання, меншою, ніж ± 1/2 F_бок, то, уважно стежать, щоб «автомат» не пропускав, а вимірював всі істотні «бокові» і вони (їх енергії) потрапили б в розрахунок.

Продовжимо розгляд питання про те, які складові спектру тест-сигналу вважати «інформативними».

Частотні складові не можуть нести інформації про тривалість імпульсу. Тривалість імпульсу визначає лише ширину смуги частот всього спектру. Інформацію про тактову частоту несуть не самі гармонійні складові, а відстань по частоті між ними. При вимірюванні ми міряємо енергію однократного імпульсу.

У тестовому, режимі вузько смуговим приймачем взагалі ніякої інформації одержати неможливо. Тому наші міркування повинні будуватися за наступним алгоритмом: Енергія конкретної складової спектру тест-сигналу входить якоюсь складовою в гіпотетичну енергію однократного сигналу. Спектр одного імпульсу завжди суцільний. Результат накопичення послідовності імпульсів, при вимірюванні «гармонік» вузкосмуговим приймачем неінформативний у принципі. Уявіть собі, що хтось з величезною швидкістю вимовляє в довільному порядку всі букви алфавіту. Що Ви почуєте? Якесь середнє «гудіння». Це і є реальний ПЕМВН [101, частина 7]. А ось якщо «тягнути» довго одну голосну, то це аналогія тест-режиму. Але інформативності у ньому нема ніякої.

А, оскільки супротивник перехоплює саме широкосмуговим приймачем, то ВСІ складові спектру сигналу будуть ним прийняті і підсумовані в приймачі. Тому правильно підсумовувати все, що ми наміряємо.

Пригадаємо, що математичний апарат аналізу (пряме та зворотне перетворення Фур’є) лише математична абстракція. Як коротка дротяна лінія, так і вільний простір, в яких розповсюджується сигнал, лінійні. І, загалом, частотно не вибіркові.

Задача перехоплення полягає у розпізнаванні одного двійкового розряду, тобто розглядається аперіодичний сигнал. Строго математично однократний імпульс, тобто аперіодичний сигнал, можна описати нескінченною сумою синусоїдальних складових, тобто періодичних функцій. На практиці застосування перетворення Фур’є приводить до умов, які фізично не можна реалізувати.

За допомогою тест-режиму, ми штучно робимо наш сигнал ПЕМВН таким, що повторюється, тобто періодичним. Але а не реальний сигнал ПЕМВН на відміну від тест-сигналу, залишається аперіодичним.

У рівняннях Максвела струм або напруга присутні лише під знаком диференціала. Фізично це означає, що поле випромінювання виникає тоді і тільки тоді, коли є зміна в часі струму або різниці потенціалів або руху постійного заряду.

Тоді, якщо розглядати ідеалізований сигнал як прямокутний імпульс, то рівень його випромінювання пропорційний його першої похідної. Прямою аналогією є проходження такого сигналу через диференціюючий ланцюжок. Графічно це ілюструється на рис. 4.5.

Рисунок 4.5 – Зміна сигналу, що випромінюється у простір

Розглянемо, що і як відбувається, коли ось такий, диференційований сигнал, що рухається у просторі, потрапляє в антену приймального пристрою у двох випадках: приймача засобу розвідки та засобу контролю.

Якщо приймач є засобом розвідки, то він є пристроєм широкосмуговим, але з конечною смугою пропускання. Тоді сигнал залишиться таким же формою, «втративши» дещо у ВЧ частині спектру, що виражається в деякому «згладжуванні гострих кутів» прямокутної форми.

Після закінчення одного сигналу в приймальному пристрої не залишається ніяких «слідів» цього, сигналу, що закінчився. Кожен, окремо взятий сигнал (імпульс) проходить приймач індивідуально, не взаємодіючи ніяк ні з попереднім, ні з подальшим сигналом. Це наочно ілюструється на рис. 4.6.

Рисунок 4.6 – Зміна форми імпульсу в широкосмуговому приймачі:

«а» - початковий сигнал, «с» - синал у просторі, «d» - сигнал на антені, «b» - сигнал на виході широкосмугового приймача «e»

Ступінь «затягування» як фронтів, так і самого імпульсу залежить лише від смуги пропускання приймача. Чим ширше смуга, тим менше за спотворення сигналу.

Якщо приймач є засобом контролю, то він є пристроєм вузько смуговим, селективним приймальним пристроєм. У цьому випадку спостерігається зовсім інша картина. Простим еквівалентом селективного приймального пристрою є звичайний паралельний контур без втрат, тобто з’єднання котушки індуктивності та конденсатора. Поведінку такого приймача на прийнятий сигнал ілюструють графіки на рис. 4.6.

Рисунок 4.7 – Зміна форми сигналу у вузкосмуговому приймачі

Припустимо, що на «контур» (тобто на вхід нашого приймача) діє однократний короткий імпульс (перший на графіку «a», інші, поки, не враховуємо). Тоді сигнал на виході матиме вид «b». Коливальний контур реагує вимушеним спадаючим синусоїдальним коливанням на будь-який сигнал. Огинаюча цього коливання завжди є експонентою.

Розглянемо дію двох послідовних імпульсів. Якщо другий з них приходить у проти фазі до вимушених коливань контуру, то відбувається віднімання енергій і, як наслідок, відсутність коливань на виході (графік «с»).

Якщо другий (і подальші імпульси) приходить «у фазі», то одержуємо варіант «d» з наростанням амплітуди. Наростання амплітуди триває якийсь час, поки енергія не порівняється з втратами в контурі за цей же період.

Приведені ілюстрації наочно свідчать про те, що спектральна «картинка», відповідна перетворенню Фур’є з окремими гармонійними складовими, виникає не в просторі, а лише в селективному приймачі. Це обумовлено властивостями вузько смугового приймача. А саме – його інерційністю та властивістю накопичувати, затримувати в часі енергію сигналу і підсумовувати її чергову «порцію» з попередньою порцією. У будь-якому неінерційному середовищі цього бути не може.

«Картинка» на екрані спектрального аналізатора є спотворене відображення реального світу, спотворене за рахунок і лише за рахунок властивостей приладу. Ні простір, ні короткі дротяні лінії, ні широкосмугові антени такими властивостями не володіють і ніяких «гармонік» в них не виникає. Це радіоінженер має розуміти і приймати як фізичну даність.

Таким чином, при вимірюваннях ПЕМВН будь-якого сигналу необхідно однозначно знати для подальших розрахунків:

- частоту проходження імпульсів, F_такт) в пакеті;

- тривалість імпульсу для визначення смуги частот підсумовування частотних складових сигналу;

- тривалість (період проходження) пакетів, щоб розуміти, де шукати бічні частоти, правильно обирати смугу й алгоритм вимірювання.

Тестові сигнали повинні обиратися так, щоб на етапі виявлення їх можна було розпізнавати на слух та візуально виділяти на фоні завад та інших неінформативних та сторонніх сигналів. Тестові сигнали повинні мати яке-небудь «забарвлення» в звуковому діапазоні частот або у формі продетектованої огинаючої. У застосуванні до RGB сигналу це створення тест-режиму у вигляді горизонтальних смуг на екрані («зебра», «полосатка» тощо).

Для візуального розпізнавання вигідно, щоб смуги сигналу були різної ширини або висоти на екрані.

Для «звукового» розпізнавання кількість рядків растру потрібно вибирати виходячи з того, щоб чергування цих смуг відбувалося з частотою, що знаходиться в області найбільшої чутливості людського слуху. Тобто в діапазоні частот 400 – 700 Гц. Для нашого прикладу RGB сигналу це буде: 1/500 = 0,002 с;

Період одного рядка (разом із зворотним ходом) дорівнює 16,276 мкс. Отже, кількість світлих і темних рядків повинен дорівнювати: 2·10^-3/16,276·10^-6  = 123.

З цього виходить, що для «забарвлення сигналу» тоном 500 Гц потрібно задати чергування смуг у 61 рядок – «світлих» і 61 рядків «темних». Аналогічно можна провести розрахунки для будь-якого відео режиму та кадрової частоти.

На етапі вимірювання сигналу ніяких смуг не повинно бути. Весь екран заповнюється «світлими», точніше – «сірими» смугами, «піксель через піксель». Чергування повністю білих і повністю темних пікселів сприймається, природно, як «білий» колір з половинною яскравістю, тобто сірий (на екрані буде «зебра» з горизонтальних сірих і парних смуг, вельми вузьких).

Задачі акустичного та візуального розпізнавання «небезпечного сигналу» приводять до маніпуляцій над тест-режимом, що суперечать один одному,. Вигідний, добре розпізнаваний «на слух» сигнал візуально складно відділити від численних перешкод. А звукове забарвлення добре візуально помітного сигналу лежить в області низьких частот і погано помітна «на слух».

Синхроімпульси завжди дають лінійчатий спектр, бо їх тривалості і періоди проходження однакові, це означає, що є постійна тактова частота.

Відеосигнал під час прямого ходу променя представляють собою імпульси підсвічування різної амплітуди (яскравості) та різної тривалості. Спектр такого сигналу – суцільний. Тому спектр реального RGB сигналу завжди змішаний, тобто і суцільний (інформативна частина) і лінійчатий (частково інформативна частина, синхронізація, прив’язка для супротивника). Тестові сигнали роблять його інформативну частину теж лінійчатою.

Це був досить простий, але застарілий приклад ПЕМВН моніторів. Перейдемо до більш складних сучасних моделей ПЕМВН моніторів.