МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний університет “Львівська політехніка”
ТЕЛЕФОННИЙ СКРЕМБЛЕР “ОРЕШЕК”
ІНСТРУКЦІЯ
до лабораторної роботи № 2
з курсу “Захист засобів і каналів телефонного зв’язку”
для студентів спеціальностей
8.17010201 “Системи технічного захисту інформації, автоматизація її обробки”
8.17010302 “Адміністративний менеджмент у сфері захисту інформації”
Львів-2002
Дослідження цифрових шифраторів мовного сигналу на прикладі телефонного скремблера “Орех-ІІ”: Інструкція до лабораторної роботи № 2 з курсу “Захист каналів зв’язку” для студентів спеціальностей: 8.17010201 “Системи технічного захисту інформації, автоматизація її обробки”; 8.17010302 “Адміністративний менеджмент у сфері захисту інформації”
усіх форм навчання / Укл. В.В.Хома – Львів: НУ “Львівська політехніка”, 2002. – 13 с.
Укладач Хома В.В., д.т.н, професор каф. ЗІ
Відповідальний за випуск Дудикевич В.Б., д.т.н., професор
Рецензент Самотий В.В. д.т.н, професор
Мета роботи – ознайомлення із основними технічними характеристиками телефонного скремблера “Орешек”; проведення розрахунку підсилювача, помножувача, ФНЧ, генератора синусоїдного коливання інвертора спектру
1. ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
Рис. 1 Скремблер "ОРЕШЕК"
Скремблер "ОРЕШЕК" призначений для оперативної організації захищеного зв’язку.
Алгоритм захисту мови – перетворення мовного сигналу шляхом розділення частотного діапазону (0.3-3.4 кГц) на два піддіапазони і розворотом спектру сигналу в кожному з піддіапазонів навколо їх середніх частот з перемиканням 9 точок розбиття до 10 разів в секунду.
Відкритий режим – мова передається без перетворень, всі функції телефонного апарату зберігаються.
Захищений режим – мовний сигнал кодується методами аналогової обробки.
Працює з телефонними апаратами Panasonic моделей КХ-Т2310, КХ-Т2335, КХ-Т2315, КХ-Т2355, КХ-Т2365, КХ-Т2261 і аналогічними, що мають від’єднувану трубку з універсальними телефонними роз’ємами американського зразка.
Підключається між трубкою і телефонним апаратом.
Має просте управління, більшість операцій виконуються автоматично.
Технічні характеристики
Словесна розбірливість в повнодуплексному режимі – не менше 85%.
Частотний діапазон – 0.3-3.4 кГц.
Час встановлення захищеного зв’язку – не більше 2 сек.
Електроживлення комбіноване – елемент живлення типу "Крона" або від мережевого адаптера 9 В постійного струму.
Споживана потужність – не більше 3 ВА.
Фізичні характеристики – автономний блок з розмірами 110x75x25 мм, з масою 150 г.
2. Розрахунок схеми інвертора спектру
2.1 Підсилювач
Підсилювач виконаний на операційному підсилювачі (ОП) DA1 – КР544УД1 по схемі неінвертуючого включення. Основні характеристики ОП КР544УД1:
Коефіцієнт підсилення – 50000.
Напруга зміщення – 15 мВ.
Дрейф напруги зміщення – 20 мкВ/оС.
Вхідний струм – 0.15 нА.
Різниця вхідних струмів – 0.05 нА.
Частота одиничного підсилення – 1 МГц.
Швидкість наростання вихідної напруги – 2 В/мкс.
Коефіцієнт ослаблення синфазної складової – 70 дБ.
Вхідна напруга – 10 В.
Вихідна напруга – 10 В.
Максимальний вихідний струм – 20 мА.
Напруга живлення – ±15 В.
Аналоги – μА740, МС1740Р, LM740.
Графічне позначення:
Коефіцієнт підсилення при неінвертуючому включенні визначається формулою:
.
Враховуючи, що максимальна вихідна напруга КР544УД1 рівна 10 В, а вхідна напруга від телефонної трубки не перевищує 1 В, приймаємо коефіцієнт підсилення .
Задаємось опором кОм, та знаходимо кОм.
2.2 Помножувач
Помножувач виконаний на ІС аналогового помножувача КР525ПС2, який має наступні параметри:
Похибка перемноження - ±1%.
Нелінійність перемноження по координатам
Х - ±1.5%.
Y - ±1%.
Залишкова напруга: - 150 мВ, - 100.
Смуга перетворення – 0.7 МГц.
Амплітуда вхідної напруги (максимальна): - ±10.5 В.
Амплітуда вихідної напруги (максимальна): - ±10.5 В.
Подільник напруги – задає рівень вхідного сигналу для КР525ПС2, виконаний на резисторах і .
2.3 Фільтр низьких частот
Частота зрізу фільтра (при ) визначається формулою:
.
Для заданої частоти зрізу 3400 Гц задаємось значеннями ємностей нФ і знаходимо
Ом.
Приймаємо кОм.
Отримаємо
Гц.
Опори і задають коефіцієнт загасання і пов’язані залежністю .
Приймаємо кОм, тоді Ом. Приймаємо кОм.
Коефіцієнт підсилення в смузі пропускання:
.
Частотна характеристика:
2.4 Генератор синусоїдального коливання
Частота коливань генератора (при ) визначається формулою:
Задаємось частотою генерації 3700 Гц, та значенням ємності нФ і знаходимо
Ом.
Приймаємо Ом.
Опір служить для зменшення нелінійних спотворень і приймається рівним 75 кОм.
Опори і задають підсилення вихідного сигналу. Як відомо для моста Віна коефіцієнт затухання рівний 1/3. Відповідно, коефіцієнт підсилення має становити 3:
.
Приймемо кОм, тоді кОм.
Схема електрична принципова інвертора спектру
Схема електрична принципова інвертора спектру
Параметри схеми: Частота генератора – 3700 Гц;
Вхідна напруга – 1 В;
Вхідна напруга помножувача – 10 В;
Частота зрізу ФНЧ – 3400 Гц.