ВЫВОД
ВрезультатерешенияпоставленнойзадачибылипостроеныфильтрАЧХ
иФЧХ для ФНЧ Баттерворта, а также активный полосовой фильтр Чебышева. Был произведен подробный анализ последнего.
Достоинства активного полосового фильтра Чебышева. Высокая избирательность: засчёткрутыхскатовамплитудно-частотнойхарактеристики (АЧХ) фильтр эффективно подавляет сигналы вне заданной полосы. Это особенно важно при необходимости отделить полезный сигнал от помех или наводок (например, электромагнитных или акустических). Малая неравномерность в полосе пропускания (контролируемая рябь): Фильтр Чебышева позволяет точно задать допустимую рябь (0.1–1 дБ) и тем самым оптимизировать компромисс между амплитудной точностью и крутизной спада. Возможность активной реализации: реализуется на операционных усилителях без громоздких катушек индуктивности; легко интегрируется в цифровые или аналоговые схемы обработки сигналов. Активная структура позволяет усиливать сигнал и уменьшать потери. Гибкость параметров: добротность звеньев можно регулировать, изменяя RC-параметры, что даёт возможность перестройки полосы пропускания (например, от 100 до 300 Гц)
Недостатки. Рябь в полосе пропускания – Основной компромисс метода Чебышева — наличие пульсаций. Для задач, требующих идеально плоскую АЧХ (например, точная передача амплитуды сигнала), это может быть минусом. Неравномерная фазовая характеристика и групповая задержка – С ростом порядка фильтра ухудшается линейность фазы, что может приводить к искажениям формы сигнала (особенно для коротких импульсов). Высокие локальныедобротностизвеньевприузкойполосе– УвеличениеQделаетсхему чувствительной к разбросам компонентов, шумам и дрейфам параметров. Сложность при высоком порядке – Реализация фильтров выше 6–8 порядка требует точной настройки и может быть неустойчива при изменении внешних условий.
15
Активные полосовые фильтры Чебышева широко применяются в системах ИБ там, где важно выделение полезного сигнала и подавление помех или утечек информации.
Примеры:
Акустическая защита помещений (техническая защита информации):
Фильтрможетбытьчастьютрактаанализаакустическихканаловутечки, выделяя определённый диапазон (например, частоты речи 300–3400 Гц).
Также используется в системах подавления закладных устройств, фильтруя сигналы модуляции.
Радиотехническая разведка и контрразведка:
Для селективного приёма нужного диапазона частот и подавления паразитных сигналов в радиоразведывательных или помехозащитных устройствах.
Аппаратные средства контроля каналов утечки информации:
В спектральных анализаторах, системах регистрации электромагнитных излучений (ПЭМИН) фильтры Чебышева позволяют точно выделять опасные частотные компоненты.
16
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1.ГОСТ Р 7.0.97-2016. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Организационно-распорядительная документация. Требования к оформлению документов от 01.07.2018
2.ГОСТ 7.32-2017. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления от 01.07.2018
3. Информация с сайта. URL: https://disk.yandex.ru/d/EfxNkrrQDOebaw. Дата обращения: 09.10.2025
17
1. В чем основное предназначение частотных фильтров?
выделение полезной информации из смеси информационного сигнала с помехой с требуемыми показателями.
2.Какова классификация фильтров по выделяемой ими полосе частот? Низкочастотные и высокочастотные
3.Что такое АЧХ и ФЧХ фильтра?
АЧХ – зависимость амплитуды установившихся колебаний выходного сигнала некоторой системы от частоты её входного гармонического сигнала
ФЧХ – зависимость разности фаз между выходным и входным сигналами некоторой системы от частоты сигнала
4.Какие фильтры называются активными? В чем преимущества активных фильтров перед пассивными?
Один из видов аналоговых электронных фильтров, в котором присутствует одна или несколько активных компонент (транзистор или операционный усилитель), которые используются для усиления или ослабления определенных частот инструментов, в линиях связи и т.п.
Преимущества
•меньшие массогабаритные показатели;
•могут быть изготовлены в микромодульном исполнении (в т.ч. в на интегральных микросхемах).
•относительно недороги и могут производиться в массовом масштабе.
•катушки индуктивности, необходимые для пассивных LC-фильтров, сложны в интегральном исполнении.
5.В чем недостатки активных фильтров по отношению к пассивным?
•необходимость использования источника питания;
•невозможность работы в СВЧ диапазонах.
6.Каковы основные параметры пассивных и активных фильтров?
АЧХ, ФЧХ, добротность
18
7. Чем фильтры Баттерворта отличаются от фильтров Чебышева? Какие из них лучше?
Баттерворт
•Нет колебаний (рябей) в полосе пропускания.
•Фазовая характеристика — достаточно ровная (меньше искажений формы сигнала).
•Спад в полосе задерживания — менее крутой, чем у Чебышева.
Чебышев
•Более высокая избирательность (резче отделяет нужную полосу).
•Есть неравномерность (±r дБ) в полосе пропускания.
•Более сложная фазовая характеристика (фаза нелинейнее, форма сигнала искажается сильнее).
Баттерворт — «мягкий и чистый» (без ряби, плавный спад). Чебышев — «резкий и мощный» (более крут, но с рябью).
8. Для решения каких задач используются частотные фильтры п ри обеспечении защиты информации?
Частотные фильтры используются для подавления, ослабления или блокирования паразитных сигналов, которые могут содержать утечку информации или мешать работе аппаратуры.
9. Назначение разделительных трансформаторов и средств развязки при обеспечении защиты информации.
Разделительный трансформатор разрывает гальваническую связь между двумя электрическими цепями, сохраняя при этом передачу энергии (напряжения и тока переменного тока).
Средства развязки — это устройства, которые передают сигнал или энергию без прямого электрического контакта между цепями.
19
10 Необходимость и последствия применения защитного и рабочего з аземления при обеспечении защиты информации.
Заземление необходимо для обеспечения электробезопасности, снижения помех и предотвращения утечки информации. Рабочее заземление обеспечивает нормальную работу устройств и уменьшает уровень помех, а защитное заземление предотвращает поражение током и пробой изоляции. При неправильном заземлении возможны токи утечки, электромагнитные наводки и утечка информации через общие заземляющие цепи.
20