Электронные устройства для глушения беспроводных сигналов (GSM, Wi-Fi, GPS и некоторых радиотелефонов) - [18]

Рис. 1.25. Зависимость словесной разборчивости W от интегрального отношения сигнал/шум q в полосе частот 180-5600 Гц: 1 – «белый» шум; 2 – «розовый» шум; 3 – шум со спадом спектральной плотности 6 дБ на октаву в сторону высоких частот;4 – шумовая «речеподобная» помеха

Критерии эффективности защиты речевой информации во многом зависят от целей, преследуемых при организации защиты, к примеру скрыть смысловое содержание или скрыть тематику разговора.

Процесс восприятия речи в шуме сопровождается потерями составных элементов речевого сообщения. Так, при прослушивании фонограммы перехваченного речевого сообщения (с использованием защиты) возможно установить факт наличия речи, но нельзя установить предмет разговора. Практический опыт показывает, что выяснить основное содержание перехваченного разговора невозможно при словесной разборчивости менее 60–70 %, а краткое содержание – при словесной разборчивости менее 40–50 %. При словесной разборчивости менее 20–30 % затруднено установление даже предмета ведущегося разговора.

В табл. 1.6 приведены значения отношения сигнал/шум в октавных полосах, при которых словесная разборчивость составляет 20 %, 30 % и 40 %.

Таблица 1.6. Значения отношений сигнал/шум, при которых обеспечивается требуемая эффективность защиты акустической информации

По результатам, приведенным в табл. 1.6, видно, что наиболее эффективными являются «розовый» шум и шумовая «речеподобная» помеха. При их использовании для скрытия тематики разговора необходимо обеспечить превышение уровня помех над уровнем скрываемого сигнала в точке возможного размещения датчика на 8, 8 и 9 дБ соответственно. Для «белого» шума и шума со спадом спектральной плотности 6 дБ на октаву это значение составляет соответственно 10 и 13 дБ.

Для выбора генератора виброакустического зашумления необходимо выяснить уровень фонового шума. К примеру, уровень шума вне салона автомобиля будет равен 30–35 дБ.

Среднее значение звукоизоляции для одинарного стекла или герметичной металлической двери равно 30 дБ.

1.13.3. Генератор акустического «белого» шума

Технически эффективным является применение активных средств виброакустического зашумления, которые обеспечивают высокую эффективность при относительно небольших материальных затратах и несложности установки.

Устройство акустического шума для защиты переговоров от прослушивания в замкнутых пространствах (тамбур, салон автомобиля, небольшие кабинеты) представляет собой генератор «белого» шума в акустическом диапазоне частот и обеспечивает снижение разборчивости после записи или передачи по каналу связи. Самым простым методом получения «белого» шума является использование шумящих электронных элементов (транзисторов, различных диодов, а ранее и электронных ламп) с усилением напряжения шума.

Принцип работы устройства следующий: излучения гармонических ультразвуковых колебаний не прослушиваются человеческим ухом (тренированная собака их может уловить). Человеческое ухо линейно в амплитудном отношении, а микрофон диктофона – нелинейный элемент, и поэтому на входе диктофона возникнет интерференционный процесс, который приведет к подавлению записи речи сигналом разностной частоты.

Уровень ультразвуковых колебаний используется в пределах 80100 дБ. Этот метод может безопасно использоваться как в домах, так и в автомобилях.

Электрическая схема несложного генератора шума приведена на рис. 1.26.

Источником шума является полупроводниковый стабилитрон VD1 типа КС168А, работающий в режиме лавинного пробоя при очень малом токе. Сила тока через стабилитрон VD1 составляет менее 100 мкА.

Шум как полезный сигнал снимается с катода стабилитрона VD1 и через конденсатор С1 поступает на инвертирующий вход операционного усилителя DA1 типа КР140УД1208. На неинвертирующий вход этого усилителя поступает напряжение смещения, равное половине напряжения питания с делителя напряжения, выполненного на резисторах R2 и R3.

Режим работы микросхемы определяется резистором R4, а коэффициент усиления регулируют резистором R5.

С нагрузки усилителя – переменного резистора R6 – усиленное напряжение шума поступает на усилитель мощности (на схеме не показан). Усилитель мощности в данном случае может быть любым с выходной мощностью 1-10 Вт. С выхода усилителя шумовой сигнал поступает на широкополосный громкоговоритель.

Рис. 1.26. Электрическая схема генератора «белого» шума

Уровень громкости шума регулируется резистором R6.

Стабилитрон VD1 генерирует шум в широком диапазоне частот от единиц Гц до десятков МГц. Однако на практике он ограничен АЧХ усилителя и громкоговорителя.

Стабилитрон VD1 на практике подбирается (из множества аналогичных) по максимальному уровню шума, так как стабилитроны представляют собой некалиброванный источник шума; он может быть любым с напряжением стабилизации менее напряжения питания.

Для получения калиброванного по уровню шума генератора используют специальные шумящие вакуумные диоды.

На рис. 1.27 представлена альтернативная схема генератора шума, с выводом на динамическую головку.

Спектральная плотность мощности генерируемого шума пропорциональна анодному току диода. Широкое распространение получили шумовые диоды двух типов – 2ДЗБ и 2Д2С. Первый генерирует шум в полосе до 30 МГц, а второй – до 600 МГц.