6.8. Электроакустический канал

Образование электроакустического канала утечки информации связано с на­личием в ТСОИ случайных электроакустических преобразователей, называемых случайными микрофонами. Эти элементы обладают способностью преобразовы­вать акустические колебания в электрические сигналы, хотя и не предназначены для этой цели. Элемента технических средств обработки информации, обладаю­щие свойствами случайных электроакустических преобразователей, могут подвер­гаться воздействию акустических полей с достаточными интенсивностью и звуко­вым давлением. Воздействие акустического поля на элементы ТСОИ может при­вести к изменению их взаимной ориентации, положения или к их деформации. В результате на выходах случайных электроакустических преобразователей могут либо возникнуть электрические заряды, токи или ЭДС, либо произойти изменения параметров токов и напряжений, формирующихся в цепях технических средств при их функционировании, обусловленные опасными сигналами (например, нежелательная модуляция).

Микрофонные свойства случайных электроакустических преобразователей проявляются в результате различных физических явлений, приводящих к появле­нию тока или ЭДС при перемещении элемента или его деформации под действием акустического поля. Большую группу случайных электроакустических преобразо­вателей составляют индукционные (индуктивные) преобразователи. Например, ес­ли поместить рамку (катушку индуктивности) в магнитное поле, создаваемое по­стоянным магнитом (рис. 151), и изменять ее ориентацию относительно направле­ния вектора магнитной индукции поля, то на выходе рамки появится ЭДС индук­ции. Перемещение рамки, изменяющее ее ориентацию, может быть вызвано воз­душным потоком переменной плотности, возникающим при ведении разговора в помещении, где расположено техническое средство. К числу индуктивных случай­ных электроакустических преобразователей относят электрические звонки, громко­говорители, электромеханические реле, трансформаторы и т.д.

В состав телефонного аппарата входит вызывной звонок, который при поло­женной микротелефонной трубке подключен к линии через конденсатор. Этот зво­нок представляет собой электромагнитную систему (рис. 152), в которой под воз­действием акустического поля происходит перемещение якоря, вызывающее появ­ление ЭДС опасного сигнала E_мэ на обмотке звонка и в линии, подключенной к телефонному аппарату.

Величина этой ЭДС определяется выражением [30]:

(6.23)

где η - акустическая чувствительность звонка; ρ акустическое давление.

Акустическая чувствительность вызывного звонка может быть рассчитана по формуле:

(6.24)

где V — магнитодвижущая сила постоянного магнита; S_M площадь якоря; μ- магнитная проницаемость сердечника; ω - число витков катушки звонка; S_м – площадь полюсного наконечника магнита; d- величина зазора в магнитной цепи якоря; Z_м – механическое сопротивление акустико-механической системы звонка.

Акустическая чувствительность вызывного звонка телефонных аппаратов в среднем составляет 50 мкВ/Па - 6 мВ/Па. В состав телефонного аппарат а кроме вы­зывного звонка входят и другие элементы, чувствительные к акустическому полю, например телефон и микрофон микротелефонной трубки, трансформатор.

Достаточно высокую чувствительность к акустическому воздействию имеют электродинамические громкоговорители, используемые в системах звуковоспроиз­ведения или в радиотрансляционной сети (2-3 мВ/'Па), а также исполнительные устройства вторичных электрических часов, работающих от системы единого вре­мени (100-500 мкВ/Па).

Различные трансформа­торы (входные, вьходные, в сети питания и т.д.) также могут вы­полнять роль электроакустиче­ских преобразователей. Транс­форматор состоит из замкнутого сердечника, сделанного из мяг­кой стали или. феррита, на кото­ром имеются, как минимум, две изолированные друг от друга обмотки с разным числом вит­ков W₁ и W₂ (см. рис. 153).

Акустическое воздействие на сердечник и обмотку трансформатора может привести к появлению микрофонного эффекта. Если ЭДС индукции Е_мэ появля­ется в первичной обмотке, то во вторичной ЭДС изменится на величину коэффициента трансформации.

В электромеханических реле различного назначения появление микрофон­ного эффекта связано с теми же явлениями, которые имеют место при воздействии акустического поля на электромеханический вызывной звонок телефонного аппа­

аппа­рата. В случайных магнитострикционных электроакустических преобразователях, например в подстроенных сердечниках катушек индуктивности, при воздействии акустического поля изменяется их намагниченность, что приводит к появлению низкочастотного напряжения на выводах этих катушек.

При воздействии акустического поля на технические средства обра­ботки информации в отдельных их элементах могут проявляться свойства случайных электроакустических преобразователей. Например, в результате действия звукового давления акустических колебаний может происходить перемещение витков контурных катушек и изменение расстояний между ними, что приводит к изменению индуктивности и собственной емкости катушек. При определенных условиях воздействие акустического поля на ТСОИ вызывает случайные электроакустические преобразования, приво­дящие к нежелательной модуляции опасным сигналом электромагнитных колебаний, генерируемых или усиливаемых элементами технических средств. Например, при воздействии акустического давления на элементы гетеродина радиоприемного устройства (элементы колебательного конту­ра: конденсатор с переменной емкостью C₁ и катушки индуктивности L₁L₂ с подстроечными сердечниками, рис. 154) может изменяться расстояние между пластинами переменного воздушного конденсатора и витками ка­тушек индуктивности.

Это приведет к изменению их параметров С и L, следовательно, к изменению значения частоты гетеродина по закону изменения акустиче­ского: давления. Так осуществляется нежелательная модуляция частоты ге­теродина опасным сигналом, соответствующим речевому сообщению.

Эффективность случайных электроакустических преобразователей определяется их свойствами и конструктивными особенностями, а также условиями их размещения относительно источника опасного акустическо­го сигнала.