Packet7.htm 8. Телефонные ретрансляторы В последнее время большую популярность обрели радиотелефоны, позволяющие пользоваться обычной телефонной связью, не ограничивая свою свободу проводами. Радиотелефоны представляют собой радиостанции малой мощности. Обладатель такого устройства связывается с еще одной радиостанцией, представляющей вторую часть данной индивидуальной системы связи, которая обычным образом подключена к телефонной линии. Используя эти две радиостанции пользователь получает возможность дуплексной связи как по обычному телефону, конечно, в пределах дальности связи, определяемой мощностью данных устройств. Для индивидуальных радиотелефонов, подключаемых самим пользователем к телефону (второй части системы, часто называемой базой), дальность может достигать 1-2 км. Как правило, такие радиотелефоны работают на частоте 900 МГц. Ниже будут представлены и описаны устройства, подключаемые к телефонной линии и предоставляющие возможность прослушивать телефонные разговоры по AM- или ЧМ-радиоприемникам. Это позволяет, например, обеспечить громкое прослушивание, записывать разговор на магнитофон магнитолы (непосредственно или через соответствующий конвертер). Такие радиоустройства, подключаемые к телефонной линии, называются телефонными ретрансляторами. В зависимости от типа используемой модуляции эти устройства разделяются на AM- и ЧМ-ретрансляторы. Схемы однотранзисторных устройств — телефонных АМ-ретрансляторов, обеспечивающих прослушивание телефонных разговоров на АМ-радиоприем-ник 27 Мгц, представлены на рис.8.1. Данные ретрансляторы представляют собой однотранзисторные АМ-передатчики, выполненные на основе традиционных схем ВЧ-генераторов на биполярных транзисторах. Эти схемы часто встречаются в описании предыдущих устройств. Передающей антенной, излучающей радиоволны, для данных устройств служит один из проводников (одна жила) телефонного провода (ТФ-провод, 1). Эти телефонные АМ-ретрансля-торы обеспечивают дальность передачи на несколько десятков метров. На рис.8.1.в — схема подключения указанных устройств. Данные АМ-рет-рансляторы устанавливаются внутрь телефонного аппарата. Подключение выполняется параллельно микрофону (м) и телефону (т).
ВНИМАНИЕ! Необходимо соблюдать полярность подключения.
Настройка Изменением величины резистора R2 установить максимальное напряжение генерации. При отсутствии генерации подстроить (подобрать) величину С4. Частота устанавливается подстроечным сердечником L2 и конденсатором С5. Монтаж Монтаж выполняется на 2-стороннем фольгированном стеклотекстолите. Одна сторона (со стороны деталей) используется как общий провод и экран, другая — для печатных проводников схемы. Проводники, соединяющие детали, должны иметь минимальную длину. Для повышения стабильности частоты целесообразно поместить задающий генератор или все устройство в экран. На рис.8.1.б представлена схема телефонного АМ-ретранслятора с кварцевой стабилизацией частоты. Элементы, монтаж и настройка в основном совпадают предыдущим примером (рис.8.1.а). Основное отличие заключается в использовании кварцевого резонатора, соответствующего частоте генерации и передачи. При настройке устройства резистором R2 и сердечником L2 устанавливается максимальная амплитуда генерируемых ВЧ-колебаний. На рис.8.2 представлены схемы аналогичных устройств телефонных АМ-ретрансляторов, предназначенных для работы на частоте 27 МГц, но могут быть использованы и на других частотных диапазонах. Элементы, монтаж и настройка этих устройств в основном совпадают со схемами на рис.8.1. Отличие заключается в способе подключения ВЧ-выходов данных ретрансляторов. В данном варианте подключения передающей антенной для этих устройств служат оба проводника (обе жилы) телефонного провода (ТФ-провод, 2). Это несколько увеличивает дальность связи. В этой схеме используются дополнительные элементы: C7=C1=20-50, L3 — ВЧ-дроссель, совпадающий с дросселем L1. Используя ранее приведенные и описанные схемы задающих генераторов на МОП-транзисторах можно создать простые и компактные телефонные АМ-ретрансляторы. На рис.8.3 представлены схемы телефонных АМ-ретрансляторов на МОП-транзисторах. Данные устройства предназначены для работы на частоте 27 МГц, но, как и предыдущие варианты АМ-ретрансляторов, эти схемы могут использоваться
и в других частотных диапазонах — на более низких и более высоких частотах. Дальность — несколько десятков метров.
Настройка Изменением величины резистора R1 (уменьшая от 1 к) установить ток 12 мА (не более 15мА). Частота устанавливается изменением длины катушки L2 и изменением величины конденсатора С4. Монтаж Монтаж выполняется на 2-стороннем фольгированном стеклотекстолите. Одна сторона (со стороны деталей) используется как общий провод и экран, другая — для печатных проводников схемы. Проводники, соединяющие детали, должны иметь минимальную длину. Для повышения стабильности частоты целесообразно поместить задающий генератор или все устройство в экран. Передающей антенной служит один из проводников телефонного провода (ТФ-провод, 1). На рис.8.3.б представлен второй вариант телефонного АМ-ретранслятора на МОП-транзисторе. Эта схема практически совпадает с предыдущей, но для данного варианта изменен способ подключения выхода ретранслятора. Антенной здесь служат два проводника телефонного провода (ТФ-провод, 2), что увеличивает дальность. В этой схеме используются дополнительные элементы : C5=C1=20-50, L3 — ВЧ-дроссель, совпадающий с дросселем L1. Элементы, монтаж и настройка в основном совпадают предыдущим при-мером (рис.8.3.а). Мощность (и дальность) телефонных АМ-ретрансляторов (рис.8.1 — рис.8.3) может быть увеличена за счет введения в схему дополнительных ВЧ-каска-дов — усилителей мощности. В качества примера таких дополнительных каскадов можно использовать ранее описанные схемы AM- и ЧМ-радиопередатчи-ков повышенной мощности. Используя ранее рассмотренные схемы УКВ ЧМ-пёредатчиков на биполярных и МОП-транзисторах можно создать простые телефонные УКВ ЧМ-ретрансляторы. На рис.8.4 представлены две схемы телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов на биполярных транзисторах. Данные схемы имеют сходные элементы, особенности конструкции и настройки с УКВ ЧМ-радиопередатчиками, схемы которых представлены на рис.5.2. Первая (рис.8.4.а) схема имеет УНЧ на 1 транзисторе, вторая (рис.8.4.б) — без УНЧ. Резистор R1 — регулятор громкости. При чувствительности УКВ-радиоприемника 10 мкВ дальность — около 100 м. Подключение данных УКВ ЧМ-ретрансляторов производится в соответствии со схемой. Передающей антенной служит отдельный провод.
Настройка Изменением величины резистора R2 установить напряжение на коллекторе транзистора Т1 равным примерно половине напряжения питания, при использовании КС168А — это 3-4 В. Увеличение сопротивления в коллекторе транзистора Т1 ведет к увеличению коэффициента усиления каскада. Однако не рекомендуется уменьшать коллекторный ток менее 0.5 мА, т.е. устанавливать R3 более 10к-15к. При отсутствии генерации подстроить (подобрать) С5 и R6. Частота устанавливается изменением емкости конденсатора С6 и сжатием или растягиванием катушки L2. He рекомендуется с целью увеличения глубины модуляции увеличивать емкость конденсатора С8. Монтаж Монтаж выполняется на 2-стороннем фольгированном стеклотекстолите. Одна сторона (со стороны деталей) используется как общий провод и экран, другая — для печатных проводников схемы. Проводники, соединяющие детали, должны иметь минимальную длину. Для повышения стабильности частоты целесообразно поместить задающий генератор или все устройство в экран. При этом частота генератора, возможно, несколько изменится (увеличится). Схема на рис.8.4.а для указанного способа подключения обладает избыточным усилением по низкой частоте. На рис.8.4.б представлена упрощенная схема УКВ ЧМ-ретранслятора. В данной схеме отсутствует УНЧ, однако, как правило, громкости вполне достаточно. Схема содержит меньшее количество элементов и проще в настройке (не требуется настройка УНЧ). Основные элементы для схемы (рис.8.4.6), особенности конструкции и настройки совпадают с предыдущей конструкцией (рис.8.4.а). Изменения: R2=R3=50к-150к, С1=0.1-1мкФ. Изменением соотношений R2 и R3 можно осуществлять точную настройку на частоту. Используя МОП-транзисторы, как и в случае УКВ ЧМ-радиопередатчиков, можно существенно упростить схемы и конструкции телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов. На рис.8.5 представлены примеры схем телефонных УКВ ЧМ-ретранслято-ров на МОП-транзисторах. Данные схемы имеют сходные элементы, особенности конструкции и настройки с УКВ ЧМ-радиопередатчиками, схемы которых представлены на рис.5.3. Первая (рис.8.5.а) схема имеет УНЧ на 1 транзис-
торе, вторая (рис.8.5.б) — без УНЧ. Резистор R1 — регулятор громкости. При чувствительности УКВ-радиоприемника 10 мкВ дальность — около 100 м. Подключение данных УКВ ЧМ-ретрансляторов производится в соответствии со схемой. Передающей антенной служит отдельный провод.
Настройка Изменением величины резистора R2 установить напряжение на коллекторе транзистора Т1 равным половине напряжения питания, при КС168А — это 3-4 В. Увеличение сопротивления в коллекторе транзистора Т1 ведет к увеличению коэффициента усиления каскада. Однако не рекомендуется уменьшать коллекторный ток менее 0.5 мА, т.е. устанавливать R3 более 10к-15к. При отсутствии генерации подстроить (подобрать, начиная, например, с 500 Ом) R4, не превышая допустимого предела максимального тока транзисторам—15 мА, оптимальный ток стока должен составлять 12-14 мА. При этом токе обеспечивается максимальная мощность излучения, дальность передачи, стабильность частоты, минимальное влияние антенны. При уменьшении тока стока МОП-транзистора повышается экономичность, но ухудшаются
перечисленные параметры. Не рекомендуется уменьшать ток стока менее 5 мА, иначе при подключении передающей антенны возможен не только значительный уход частоты, но даже срыв генерации. Частота генерации устанавливается конденсатором С4 и сжатием или растягиванием катушки L2 Для этой схемы также не рекомендуется увеличивать емкость конденсатора С3. Монтаж Монтаж выполняется на 2-стороннем фольгированном стеклотекстолите. Одна сторона (со стороны деталей) используется как общий провод и экран, другая — для печатных проводников схемы. Проводники, соединяющие детали, должны иметь минимальную длину. Для повышения стабильности частоты целесообразно поместить задающий генератор или все устройство в экран. При этом частота генератора, возможно, несколько изменится (увеличится). Для обеспечения максимальной дальности длина антенны должна соответствовать четверти длины волны. Схема на рис.8.5.а, как схема 8.4.а, для указанного способа подключения к телефонной линии обладает избыточным усилением по низкой частоте. На рис.8.5.б представлена упрощенная схема УКВ ЧМ-ретранслятора. В данной схеме отсутствует УНЧ, однако, как правило, громкости вполне достаточно. Схема содержит меньшее количество элементов и проще в настройке (не требуется настройка УНЧ). Основные элементы для схемы (рис.8.5.б), особенности конструкции и настройки совпадают с предыдущей конструкцией (рис.8.5.а). Изменения: R2=R3=50k-150k, С1=0.1-1мкФ. Изменением соотношений R2 и R3, как и для схемы на рис.8.4.б, можно осуществлять точную настройку на частоту. Предыдущие схемы телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов, как это следовало из приведенных схем, требовали подключения к телефонной линии в трех точках: в разрыв одного проводника и подключение к другому. Это не всегда удобно. На рис.8.6 представлены схемы телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов, предусматривающих подключение в двух точках: в разрыв одного из проводников. Схема на рис.8.6.а имеет УНЧ на 1 транзисторе, схема на рис.8.4.б — без УНЧ. Резистор R1 — регулятор громкости. Мощность и дальность соответствует ретрансляторам на рис.8.4. Подключение данных УКВ ЧМ-ретрансляторов производится в соответствии со схемой. Передающей антенной служит отдельный провод. Элементы, особенности конструкции и настройки для схем ЧМ-передат-чиков на рис.8.6 совпадают с устройствами на рис.8.4. У данных схем громкость меньше, чем у сходных схем на рис.8.4, однако даже уменьшенного уровня часто вполне достаточно. При этом необходимо учитывать, что у схемы на рис.8.6.а, имеющей в своем составе УНЧ, громкость больше, чем у схемы на рис.8.6.б, не имеющей УНЧ. Правда, схема на рис.8.6.б — проще. На рис.8.7 представлены схемы телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов на МОП-транзисторах. Схема подключения этих устройств подобна предыдущему варианту. Данные схемы (рис.8.7), подключаемые в двух точках — в разрыв сети, сохраняют все преимущества и недостатки, описанные в аналогичном варианте на биполярных транзисторах.
Применение в качестве антенны дополнительного провода создает определенные неудобства, которые могут быть исключены при использовании для этой цели телефонного провода. Соответствующие схемы представлены на рис.8.8, рис.8.9. Отличие данных схем от предыдущих схем телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов на биполярных и МОП-транзисторах заключается в использовании в качестве передающей антенны самого телефонного провода. При этом указанные устройства включаются в разрыв одного из проводников телефонного провода. Это видно из приведенных схем. Использование такой антенны сопровождается некоторым снижением дальности. Основные элементы для схем на рис.8.8, особенности их конструкции и настройки совпадают с устройствами на рис.8.6. Изменения: ВЧ-дроссели L3, L4 совпадают с L1, С10=С11=100-200. Основные элементы для схем на рис.8.9, особенности их конструкции и настройки совпадают с устройствами на рис.8.7. Изменения: ВЧ-дроссели L3, L4 совпадают с L1, C7=C8= 100-200. Мощность (и дальность) телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов (рис.8.4 — рис.8.9) может быть увеличена за счет введения в схему дополнительных ВЧ-каскадов — усилителей мощности. В качестве примера таких дополнительных каскадов можно использовать ранее описанные схемы AM- и ЧМ-радио-передатчиков повышенной мощности.
Приведенные схемотехнические решения предусматривают подключение устройств последовательно с телефонными аппаратами нередко на значительном от них расстоянии. При этом соединение осуществляется в разрыв одного из телефонных проводов. Не отрицая всех достоинств последовательного способа, необходимо отметить, что в некоторых случаях более предпочтительным может оказаться параллельное подключение устройств к проводам телефонной линии. Что касается использования телефонных радиоретрансляторов или аналогичных устройств, то подсоединение подобных приборов осуществляется через электронные схемы, анализирующие напряжение на линии и включающие устройства при уровнях, соответствующих режиму соединения. Обычно этот уровень соответствует напряжению 10-15 В, тогда как неактивный уровень отечественных телефонных линий равен примерно 60 В. На рис.8.10.а представлена электронная схема, осуществляющая включение устройств контроля при падении напряжения на телефонной линии до уровня, соответствующего режиму соединения и передачи информации. Здесь же приведены схемы подсоединения к проводам телефонной линии и подключения устройств. На рис.8.10.б и рис.8.10.в представлены примеры устройств контроля, предназначенных для совместного использования с электронной схемой на рис .8.10.а. В данном случае это телефонный ЧМ-радиоретранслятор (рис.8.10.б) и схема управления магнитофоном (рис.8.10.в), с помощью которого может
быть осуществлена запись информации, передаваемой по телефонной линии. Кстати, последняя схема может рассматриваться не только как пример устройства, применяемого в целях коммерческой разведки. Она может быть вполне легальным элементом электронного комплекса, используемого самим пользователем телефонного аппарата, например, для записи переговоров, а также в составе автоответчика. Таким образом, в очередной раз на примере данной схемы можно продемонстрировать возможность использования одних и тех же устройств, как для целей коммерческой разведки, так и для обычного использования.
При повторении приведенных схем необходимо учитывать полярность подключения к проводам телефонной линии. Это обычно неудобно и не всегда возможно. От указанного недостатка свободна схема аналогичного устройства, приведенная на рис.8.11, которая отличается от своего прототипа наличием на входе диодного моста. Модифицированная схема не требует предварительного определения полярности напряжений на проводах телефонных линий и может быть подключена произвольно, то есть, без учета полярности. Это делает схему более удобной и универсальной.
Следует отметить, что для обеспечения несанкционированного доступа к конфиденциальной информации, передаваемой через телефон, часто не требуется каких-либо специальных технических средств. Это связано с тем, что любое электронное устройство в процессе своей работы генерирует так называемые побочные электромагнитные излучения (ПЭМИН), несущие, как правило, кроме шумовой составляющей, значительный объем полезной информации. В ряде случаев такие излучения могут иметь широкий частотный спектр и быть
сравнительно большой мощности. Этого часто достаточно для регистрации данного вида излучений и расшифровки передаваемой информации на значительном расстоянии от источника ПЭМИН, что нередко может быть осуществлено с помощью простых и дешевых средств коммерческой разведки. Известно, что источником электромагнитных излучений являются телефонные провода. Именно это обстоятельство позволяет осуществлять дистанционный перехват передаваемой информации, используя хорошо известный эффект электромагнитной индукции. Проблема защиты информации усложняется еще больше, если учитывать, что как возможные источники электромагнитных излучений, телефонные аппараты не являются исключением. Действительно, современные телефонные аппараты, имеющие в своей конструкции сложные электронные схемы, осуществляющие преобразование электрических сигналов и предоставляющие большой набор сервисных функций, нередко являются мощными генераторами ПЭМИН, а, следовательно, и каналами возможной утечки конфиденциальной информации. Однако не только сложные, насыщенные электроникой современные комплексы передачи информации, но и простые по конструкции телефонные аппараты могут представлять угрозу для пользователя и его секретов. Характерным примером подобных устройств являются популярные и широко распространенные аппараты с кнопочным номеронабирателем типа ТА-Т, ТА-12 и т. п. Благодаря особенностям своей конструкции и используемых схем телефонные аппараты этих типов осуществляют через генерируемые ими ПЭМИН открытую передачу нередко конфиденциальной информации на десятках частот. При этом данные частоты могут быть в диапазонах ДВ, СВ, KB и даже в УКВ. Из специальной технической литературы известны примеры перехвата информации с подобных телефонных аппаратов через генерируемые ими электромагнитные излучения на расстоянии до 200 метров. Генерировать слабые электромагнитные колебания, а, следовательно, и передавать информацию могут и телефонные аппараты, вообще лишенные какой-либо электронной начинки. Причиной и источником генерации могут служить окислившиеся контакты. Подобные эффекты хорошо известны из физики и широко использовались в примитивных схемах детектирования и генерации радиосигналов в двадцатых и тридцатых годах. К сожалению, сегодня аналогичные эффекты могут стать причиной утечки конфиденциальной информации из самых разных устройств, включая и телефонные аппараты самых простых конструкций. Необходимо отметить, что не способствует охране секретов и широкое использование различных телефонных радиоудлинителей. Их излучение относительно большой мощности сравнительно просто регистрируется на расстоянии в сотни метров, а незашифрованный сигнал не представляет сложности для обработки с помощью сравнительно простых и дешевых средств. Итак, в случае использования подобных, сложных и простых, телефонных аппаратов-радиопередатчиков потенциальному злоумышленнику уже не по- требуются специальные телефонные закладки и радиоретрансляторы для осуществления дистанционного контроля. Для уменьшения вероятности утечки конфиденциальной информации по телефонным каналам целесообразно в качестве устройств связи использовать только сертифицированное и специально проверенное оборудование.