РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ЗВУКОВОГО ИЗВЕЩАТЕЛЯ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАЩИТЫ АКУСТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

АННОТАЦИЯ

Произведен расчет фильтров и предложена обобщенная функциональная схема охранного звукового извещателя для применения в режимных помещениях.

ABSTRACT

The filters were calculated and a generalized functional scheme of a security sound detector for use in secure rooms was proposed.

Ключевые слова: технический канал утечки информации; звуковой извещатель; пассивный фильтр; аппроксимация.

Keywords: technical channel of information leakage; sound detector; passive filter; approximation.

Системный анализ возможностей появления технических каналов утечки информации (ТКУИ) в режимных помещениях показал, что реализация требований обеспечения безопасности жизнедеятельности сотрудников приводит к значительному росту количества возможных ТКУИ. Наиболее опасными из них являются датчики, имеющие в своем составе микрофоны. Примером такого датчика является извещатель охранный поверхностный звуковой ИО 329-5. Извещатель имеет следующие технические параметры акустического канала, необходимые для расчета пассивного фильтра, предлагаемого для включения в его состав:

- рабочие частоты первая – 6000±100 Гц, вторая – 150 ±1 0 Гц;

- чувствительность на первой рабочей частоте – 80±1 дБ, на второй рабочей частоте – 83,5 ± 0,5 дБ.

В то же время анализ физики работы и алгоритмов расчета фильтров для датчиков охранно-пожарной сигнализации по характеристическим параметрам показал, что имеется возможность расчета фильтра с заданными параметрами, обеспечивающего нормальное функционирование датчика, но исключающего прохождение электрических сигналов звукового диапазона в блок обработки.

Для расчета возьмем значения максимально возможного затухания в полосе пропускания А_max = 2 дБ и минимально возможного затухания в полосе пропускания a_min = 54 дБ возьмем из требований, предъявляемых к каналам связи телекоммуникационных систем. Порядок фильтра не должен превышать 8, в противном случае фильтр будет состоять из большого числа пассивных элементов, что неизбежно приведет к увеличению габаритов датчика. Так как значения левой граничной и правой граничной частот полосы пропускания заданы параметрами датчика, то для выполнения требований по порядку фильтра есть возможность либо снижать значения минимально допустимого затухания в полосе задерживания a_min = 2 дБ, либо менять тип характеристики (по Баттерворту или по Чебышеву), либо и то и другое. Таким образом, для исключения утечки звуковой информации с использованием микрофона датчика необходимо рассчитать и включить в схему датчика фильтр низких частот (ФНЧ) и режекторный фильтр (РФ), которые будут подавлять колебания звукового диапазона и не будут оказывать влияния на прохождение сигналов датчика. Проведены расчеты фильтров.

Результаты автоматизированного расчета ФНЧ сведены в таблицу 1. Анализ данных таблицы 1 показывает, что для порядка фильтра n = 8 оптимальным будет ФНЧ с аппроксимацией по Чебышеву и граничной частотой полосы задерживания f₃ = 7 кГц, так как основным параметром в данном случае является граничная частота полосы задерживания. Именно этот параметр является основным при оценке разборчивости речи. При всех преимуществах ФНЧ с аппроксимацией по Баттерворту его граничная частота полосы задерживания равна 14000 Гц, следовательно, фильтр с таким параметром на разборчивость речи практически никакого влияния оказывать не будет.

Таблица 1

Результаты автоматизированного расчета ФНЧ для охранного извещателя

Результаты автоматизированного расчета РФ сведены в таблицу 2. Анализ данных показывает, что для порядка фильтра n = 8 оптимальным будет РФ с аппроксимацией по Чебышеву и граничными частотами f_гр1 = 210 Гц и f_гр2 = 4500 Гц. В этом случае минимальным значением затухания в полосе задерживания будет величина a₀ = 47 дБ.  Так как ширина полосы частот для стандартного телефонного канала располагается в диапазоне от 300 Гц до 3400 Гц, то основное влияние на снижение разборчивости речи будет оказывать рассчитанный заграждающий фильтр.

Таблица 2

Результаты автоматизированного расчета режекторного фильтра для охранного извещателя

Таким образом, в результате проделанной работы обобщенная функциональная схема охранного звукового извещателя разрушения стекла при установке его в режимных помещениях, должна быть дополнена двумя элементами. Чувствительный элемент (микрофон) предлагается подсоединять к блоку обработки сигналов через рассчитанные подавляющий фильтр и фильтр нижних частот. В этом случае обобщенная функциональная схема разработанного охранного звукового извещателя будет иметь вид, представленный на рисунке 1.

Рисунок 1. Обобщенная функциональная схема разработанного охранного звукового извещателя

Так как частоты работы извещателя равны соответственно 6000 Гц и 150 Гц, находящиеся в полосах пропускания рассчитанных фильтров, то на работу извещателя они не окажут никакого воздействия.

Таким образом, осуществлен расчет фильтров для датчиков охранной сигнализации, применяемых в режимных помещениях. Для порядка фильтра n = 8 оптимальным будет РФ с аппроксимацией по Чебышеву и граничными частотами f_гр1 = 210 Гц и  f_гр2 = 4500 Гц. В этом случае минимальным значением затухания в полосе задерживания будет величина a₀ = 47 дБ.

Список литературы:

1. Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. Линейные электрические цепи: учеб. пособие / Г.И. Атабеков. – 8-е изд., стер. – СПБ.; м.; Краснодар: Лань, 2010. – 592с.
2. Дворянкин С.В., Макаров Ю.К., Хорев А.А. Обоснование критериев эффективности защиты речевой информации от утечки по техническим каналам//Информационно-методический журнал «Защита информации. Инсайд», 2007. № 2(14). С. 18–25;
3. Хорев А.А. Техническая защита информации: учеб. Пособие для студентов вузов. В 3-х т. Т.1. Технические каналы утечки информации. М.: НПЦ «Аналитика», 2008.
4. Хорев А.А., Макаров Ю.К. К оценке эффективности защиты акустической (речевой) информации // Специальная техника. – М.: 2000. – №5 – С. 46–56.