Принцип работы проводного микрофонного закладного устройства

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Факультет технической кибернетики

Кафедра измерительных информационных технологий

 

Утверждено

На заседании кафедры ИИТ

протокол № 3

от «10» ноября 2009 г.

 

Виртуальная лабораторная работа № 27

 

Проводная микрофонная закладка с повышенным отношением сигнал/шум

 

 

Санкт-Петербург

 

 

УДК 004.056 (075.8)

ББК 32.973 – 018. 2я73

С347

 

 

Сидорин Ю.С. Виртуальная лабораторная работа №27. Проводная микрофонная закладка с повышенным отношением сигнал/шум. Методические указания. СПб: 2009, с.

 

Методические указания соответствуют государственному образовательному стандарту дисциплины «Технические средства защиты информации» направления 090100 Информационная безопасность.

Рассмотрена лабораторная работа по проводным закладным устройствам, сделана попытка научить студентов критически относиться к государственным публикациям, в которых запланировано, сделаны технические ошибки. Рассмотрен принцип работы закладки, даны рекомендации к анализу проводных закладок с дальнейшей проверкой правильности работы в пакете Workbench.

Предназначено для студентов четвертого курса факультета технической кибернетики в рамках подготовки специалистов по специальности 090104 «Комплексная защита объектов информатизации.

 

 

ISBN 5-7422-1035-3

 

 

Цель работы

Умение анализировать готовые схемы, умение их корректировать и исследовать.

 

ПРОГРАММА РАБОТЫ

 

1. Изучить принцип работы проводного микрофонного закладного устройства.

2. Разработать имитатор закладного устройства устанавливаемого в комнате 1. Обеспечить коэффициент усиления K_VT = 40, проверить, что с резисторов R₆ и R₇ снимаются одинаковые по амплитуде противофазные сигналы.

3. Устранить неисправность в схеме дифференциального усилителя (рис.27.1). Собрать дифференциальный усилитель. Осуществить имитацию помехи на соединительных проводах между закладкой и дифференцированным усилителем. На вход усилителя подать помеху U_n1 и U_n2 амплитудой 400 мВ частотой 50 Гц и полезный сигнал амплитудой U_mc1 = U_mc2 = 40 мВ, f = 1 кГц. Измерить сигналы на выходе усилителя

4. Собрать всю схему закладного устройства. Измерить входные и выходные сигналы при наличии помех. Сделать выводы.

 

Методические указания

ПРИНЦИП РАБОТЫ ПРОВОДНОГО МИКРОФОННОГО ЗАКЛАДНОГО УСТРОЙСТВА

Для обеспечения скрытности закладного устройства оно должно быть минимально, также должно быть минимально количество проводов идущих от закладки к агенту. В данном случае используется два провода, по которым подается и питание к предварительному усилителю и одновременно с которых снимается сигнал.

Для повышения уровня сигнала [1] сигнал с микрофона МК (рис.27.1) предварительно усиливается каскадами, выполненными на транзисторах VT1 и VT2.

На основе транзисторов VT1 и VT2 собран парафазный усилитель с коллекторной нагрузкой R₆ и эмиттерной нагрузкой R₇, с которых сигнал подается на дифференциальный усилитель AD1.

 

 

Рис. 27.1

 

Сигнал с коллектора и эмиттера VT2 одинаков по амплитуде и противофазе.

За счет того, что полезный сигнал на входы AD1 поступает в противофазе, а помеха, создаваемая на соединительных проводах, - в фазе, сигнал усиливается, а помеха подавляется. Усиление сигнала и существенное подавление помехи позволяет обеспечить уверенный съем информации на расстоянии до 100 м [1].

К сожалению, схема не работоспособна. Авторы [1] не хотят, чтобы их схему использовали и намеренно внесли неточность в схему. Наша задача найти эту неточность и сделать не закладку, а ее имитатор, который мы и будем исследовать.

 

 

2. И МИТАТОР ЗАКЛАДНОГО УСТРОЙСТВА УСТАНАВЛИВАЕМОГО В КОМНАТЕ 1

 

Прежде всего, надо решить, что можно использовать в имитаторе вместо микрофона. Микрофон преобразует звук в электрический сигнал. В пакете WORKBENCH отсутствует микрофон, поэтому в качестве имитатора мы используем генератор. Надо хорошо подумать, куда и как его подключить. От правильности его подключения будет зависеть возможность получения сигнала на выходе закладки. Рассмотрим более подробно схему закладного устройства. Типовая схема парафазного усилителя приведена на рис.27.2

 

 

Рис.26.2

 

Парафазный усилитель (он же фазорасщепитель) – это усилитель, который обеспечивает снятие со своих электродов двух сигналов равных по амплитуде и противоположных по фазе. В простейшем виде это каскад, у которого одинаковые нагрузки R₆ и R₇ стоят в коллекторе и эмиттере транзистора VT2 (рис.27.2).

Резистор R₂ обеспечивает установку режима каскада по постоянному току, его значение обычно лежит в диапазоне 10 кОм < R₂ < 1 Мом. Для получения симметричного синусоидального сигнала в коллекторе VT1 резистором R₂ устанавливаем постоянное напряжение U_кVT1 ≈ 1/2E. R₃ - обеспечивает ООС, то есть стабильность параметров каскада при смене транзисторов и при изменениях климатических условий. При значениях R₄ >> R₃, коэффициент усиления каскада определяется по формуле

Установим входной синусоидальный сигнал амплитудой U_mвх = 1 мВ с частотой 1 кГц. После того как будет выяснена ошибка в схеме, соберем имитатор закладки и подберем сопротивления R₄ добьемся коэффициента усиления закладки К_VT = 40. Проверим, что с резисторов R₆ и R₇ снимаются одинаковые по амплитуде противофазные сигналы.