Рекомендації щодо виконання лабораторних робіт

Спочатку проводиться експеримент на лабораторній установці без фіксації результатів вимірювання. При проведенні експерименту необхідно визначити межі зміни вимірюваних величин, позначити реперні точки. Потім провести регулювання приладів таким чином, щоб вимірювані величини не опинилися за межами шкал приладів або не були занадто малими.

Експеримент проводиться із записом вимірюваних величин у робочому журналі. Якщо вимірюється якась залежність, то її слід представити у вигляді графіка і проаналізувати з теоретичною залежністю з метою виявлення якості вимірювання та недопущення грубих помилок. Якщо вимірюються окремі параметри пристроїв, то їх також потрібно порівняти з теоретичними. Для поліпшення якості вимірюваних величин доцільно провести експеримент кілька разів (якщо дозволяє час) і знайти середнє арифметичне значення отриманих даних у кожній вимірюваній точці. Цей процес дозволяє значно зменшити помилки вимірювання.

Лабораторна робота №1

Дослідження захисних властивостей фільтрів в провідних і силових ланцюгах технічних засобів прийому, передачі та обробки даних.

Мета роботи: Теоретично та експериментально вивчити електричні властивості різних видів пасивних і активних фільтрів, а також їх застосування в засобах захисту інформації.

Завдання: Виконати експериментальні вимірювання параметрів фільтрів і оцінити придушення небезпечного інформаційного сигналу і його корельованих компонент.

Теоретичні відомості

Можливими причинами виникнення технічних каналів витоку інформації (ТКВІ) можуть бути акустоелектричні перетворювачі (дзвінкові ланцюги, реле, п'єзоелектрики, динаміки), виникнення наведень від інформаційних сигналів по різним провідним ланцюгах контролю (пожежної та охоронної сигналізації), управління (комп'ютерні мережі), зв'язку (телефонні лінії) і ланцюгів електроживлення.

Підключення технічних засобів розвідки (ТЗР) до таких провідних ланцюгів може реалізувати ТКВІ. У незахищених ланцюгах може бути організований канал витоку за допомогою методу високочастотного нав'язування.

Для усунення можливого каналу витоку необхідно використовувати додаткове устаткування, що забезпечує суттєве ослаблення інформаційних (конфіденційних) сигналів і його корельованих компонентів.

Одним з методів, які реалізують принцип ослаблення таких сигналів є метод фільтрації, а пристрої, що реалізують цей метод - електричні фільтри. Застосування електричних фільтрів дозволяє перекрити акустичний канал витоку інформації, а також наведені сигнали і сигнали ВЧ-нав'язування по електричним ланцюгам.

Електричним фільтром називається пристрій, який пропускає струми в певній смузі частот з невеликим загасанням (смуга пропускання), а струми з частотами, що лежать поза цією смуги, пропускає з великим загасанням або, як умовно прийнято говорити, не пропускає (смуга заважання). Частота, що лежить на кордоні смуг пропускання і заважання, називається частотою зрізу (позначається Fс) (див.Таблицю 1).

Залежно від смуги пропускання електричні фільтри поділяються на такі типи:

1.Фільтри нижніх частот, пропускають струми з частотами від нуля до певної частоти.

2.Фільтри верхніх частот, пропускають струми, починаючи з певної частоти fc до нескінченності.

3.Смугові фільтри, пропускають струми в смузі частот від f1доf2.

4.Загороджувальні, не пропускають струми в смузі частот від f1доf2.

Електричні фільтри знаходять широке застосування для:

1)виділення необхідної смуги частот в різних радіоприймальних пристроях,підсилювачах, спеціальної радіовимірювальної апаратури;

2)придушення гармонік на виході радіо передавальних пристроїв;

3)придушення індустріальних та інших перешкод радіоприйому,придушення шумів в підсилювачах, зменшення змінної складової випрямленого струму,коригування частотних характеристик підсилювачів тощо.

Таблиця 1

Тип фільтру	Схеми фільтрів			Характеристика		Розрахункові формули для визначення L і C
	Г-подібна ланка	Т-подібна ланка	П-подібна ланка	Загасання	Пропускання
Нижніх частот
Верхніх частот
Смуговий
Загороджувальний

, L(мГн), C(мкФ), f(кГц), R(Ом)

Вибірковість електричних фільтрів визначається характеристикою загасання, що представляє собою залежність загасання від частоти. Загасання електричних фільтрів в децибелах(дб) визначається за формулою:

Де Uвх – напруга на вході фільтра, а Uвых– напруга на його виході.

Крім загасання,для оцінки вибірковості фільтрів користуються також характеристикою пропускання, що є залежністю коефіцієнта передачівід частоти. Відповідно:

Вибірковість електричних фільтрів є однією з найважливіших характеристик фільтрів. Вона тим краща,чим більше крутість схилів характеристики загасання, більше загасання в смузі заважання, менше і рівномірніше загасання в смузі пропускання фільтра. Знання частотної залежності хвильового опору фільтра:

При неузгодженості (нерівності) хвильового і навантажувального опорівфільтра виникають віддзеркалення, в результаті чого, як правило, погіршується характеристика загасання. Крім того, при проектуванні багатьох радіотехнічних пристроїв необхідно знати частотну залежність вхідного опору фільтра, що визначається хвильовим і навантажувальним опорами. Зазвичай прагнуть до того, щоб характеристичний (хвильовий) опір у смузі пропускання володів найбільшою сталістю. У цьому випадку при навантаженні фільтра на активний опір, вхідний опір також буде найбільш постійним.

На електричні характеристики фільтра впливають втрати в його елементах, проте розрахунок фільтра з урахуванням втрат представляє складне завдання, тому обмежуються спрощеним розрахунком без втрат.