Зайцев А.П. и др. Технические средства и методы защиты информации (7-е издание, 2012) (1095365), страница 46
Текст из файла (страница 46)
В Т-образном фильтре значения параметров выбираются по следующим выражениям:2R22; C=,L ≈ ; ω2 ≈(4.15)ω2ω2 RLCLгде R или Z ≈– активное или комплексное сопротивление нагрузки фильтCра; ω2 = 2πF2 – круговая частота среза фильтра (см. рис. 4.11); F2 – линейнаячастота среза.Формулы (4.15) могут быть выражены через линейную частоту среза:R11L≈; F2 ≈; C≈.(4.16)3,14 F23,14 F2 R3,14 LCСуммарная индуктивность фильтра распределяется поровну между катушками (рис. 4.12, а).L/2ВходL/2CВыходL/2ВходС/2С/2 ВыходабРис. 4.12. Симметричные фильтры нижних частот: а – Т-образный, б – П-образный229Для увеличения крутизны переходной области применяют П-образныефильтры (рис. 4.12, б).
Требуемая общая емкость С распределяется поровнумежду конденсаторами фильтра. Расчет параметров фильтра проводится также по формулам (4.15) и (4.16).На рис. 4.13 приведены схемы типовых LC-фильтров верхних частотТ-образной и П-образной структур. Фильтрам верхних частот также присущето преимущество, что для переменного тока конденсаторы и катушки индуктивности работают противоположным образом. Следовательно, в LC-фильтрах верхних частот последовательный элемент при увеличении частоты сигнала имеет более низкое реактивное сопротивление. Такой элемент пропускает высокочастотные сигналы, а для сигналов низких частот его реактивноесопротивление велико.
Параллельный элемент оказывает шунтирующее влияние на сигналы низких частот, а для высокочастотных сигналов его реактивное сопротивление велико. Большинство LC-фильтров верхних частот являются фильтрами типа К.Расчетные уравнения для Т-образного фильтра:R11L≈; ω1 = 2πF1; F1 ≈; C≈,(4.17)2ω14ω1R4π LCгде ω1 – круговая частота среза (см. рис. 4.11, 2), R или Z ≈L– активноеCили комплексное сопротивление нагрузки фильтра.2C2CВходLаCВыходВход2L Выход2LбРис. 4.13.
Симметричные фильтры верхних частот: а – Т-образный, б – П-образныйТребуемая суммарная емкость С распределяется поровну между конденсаторами фильтра так, что каждый конденсатор имеет емкость, равную удвоенному расчетному значению.Для повышения крутизны частотной характеристики фильтра его выполняют по П-образной структуре (см. рис. 4.13, б). В фильтре требуемая общаяиндуктивность распределяется поровну между двумя катушками так, что каждая из них имеет индуктивность, равную удвоенному расчетному значению.230Расчетные формулы для определения параметров фильтра те же, что идля предыдущего случая.На рис. 4.14 приведены схемы типовых полосно-заграждающих LCфильтров Т-образной и П-образной структур.
Полосно-заграждающий фильтробладает тем преимуществом, что последовательные и параллельные резонансные цепи имеют различные характеристики их полных сопротивлений.Параллельная LC-цепь создает на резонансной частоте максимально большоесопротивление в то время, как у последовательной цепи оно минимально.При соединении этих двух LC-цепей определенным образом, как показано нарис.
4.14, можно создать схему полосно-заграждающего фильтра. Последовательная ветвь обладает минимальным полным сопротивлением на центральной частоте требуемого диапазона. Ее полное сопротивление начинает увеличиваться по обе стороны от частоты резонанса. На центральной частоте этаветвь оказывает шунтирующее воздействие. Параллельная ветвь на центральной частоте имеет максимальное сопротивление, и оно уменьшается по обестороны резонанса. Эта ветвь препятствует прохождению сигналов в диапазоне частот по обе стороны от центральной частоты.L1C1Вход2L22L2C2/2ВыходC2/2аL1/2L1/22C1Вход2C1L2ВыходC2бРис.
4.14. Схемы полосно-заграждающих фильтров:а – П-образная, б – Т-образнаяДля расчета параметров фильтров обеих структур можно воспользоватьсяследующими формулами:231ω − ω1 4πRL1 ≈ ( 2)⋅;2πω1ω2C1 ≈R;2(ω2 − ω1 )(4.18)2(ω2 − ω1 );Rω1ω2(4.19),(4.20)L2 ≈1;2(ω2 − ω1 ) RC2 ≈159Fрез (кГц) ≈L(мкГн)С (мкФ)где Fрез – частота резонанса.На рис. 4.15 приведены схемы типовых полосно-пропускающих LCфильтров Т-образной и П-образной структур.C1L1Вход2L2C2/2C2/22L2ВыходаL1/2Вход2C12C1L2C2L1/2ВыходбРис.
4.15. Схемы полосно-пропускающих фильтров:а – П-образная; б – Т-образнаяПолоснопропускающий фильтр обладает тем преимуществом, что последовательные и параллельные резонансные цепи имеют различные характеристики их полных сопротивлений, как и полосно-заграждающий фильтр. Параллельная LC-цепь создает на резонансной частоте максимально большоесопротивление в то время, как у последовательной цепи оно минимально.На основе этих двух LC-цепей можно реализовать полосно-пропускающийфильтр.
Последовательная ветвь обладает на центральной частоте требуемого232диапазона минимальным полным сопротивлением, которое увеличивается пообе стороны от частоты резонанса. Эта ветвь оказывает шунтирующее воздействие на сигналы с частотами выше и ниже центра заданной полосы.Вследствие этого как последовательная, так и параллельная ветвь обеспечивают прохождение сигналов в диапазоне частот, лежащем по обе стороны отзаданной центральной частоты.Для расчета параметров фильтров обеих структур можно воспользоватьсяследующими формулами:2R(ω − ω1 ) RL1 ≈; L2 ≈ 2;(4.21)2ω1ω2ω2 − ω1ω − ω12C1 ≈ 2; C2 ≈;(4.22)2ω1ω2 R(ω2 − ω1 ) RFрез (кГц) ≈159L(мкГн)С (мкФ).(4.23)4.5.2. Выбор типа фильтраВыбор необходимого типа фильтра зависит от электрической характеристики системы, в которую он должен быть установлен, требований по эффективности подавления помех, в том числе частоты среза и верхней предельнойчастоты ослабления, т.е.
частотных характеристик фильтруемой цепи, а такжетребований, определенных условиями эксплуатации и от реальных ограничений по установке фильтра в аппаратуре. Все эти факторы увязываются с электрическими характеристиками фильтра.Основные критерии выбора помехоподавляющего фильтра приведены в [24].Помехоподавляющие фильтры выпускаются как зарубежными фирмами,так и предприятиями отечественной промышленности. Предприятиями электронной промышленности РФ выпускаются:• сетевые помехоподавляющие фильтры корпусные;• сигнальные проходные керамические помехоподавляющие фильтры;• ферритовые помехоподавляющие изделия и элементы;• электрические соединители, экранированные и с помехоподавляющимифильтрами-контактами.Среди сетевых помехоподавляющих фильтров (СПФ), выпускаемых отечественной промышленностью, получили распространение фильтры, параметры которых приведены в табл.
4.1. Эти фильтры представляют собой nзвенные пассивные LC-фильтры, выполненные в герметичных металлическихкорпусах. Соединение входа-выхода фильтра с электросетью и нагрузкой осу233ществляется с помощью проходных контактов, состоящих из вывода, запрессованного в изолирующую втулку. Наружные металлические детали фильтразащищены от коррозии гальванопокрытием.Т а б л и ц а 4.1Сетевые помехоподавляющие фильтры отечественного производства№ Наименование Ток, АЧастотныйВносимоеп/пфильтране более диапазон, МГц затухание, дБ1 ФПБМ-1/2/3 5/10/200,01...1000060...902ФТМА0,50...4 0,01...1000225...703ФСГА60,01...50040...604ФППС30,1...100040...605 ФСБШ-2/4/71/2/50,01...50015...506ФСШК-1/23/60,1...100040...707ФПБД150,01...100030...608ФСМА300,01...100030...609ФСБШ-9100,01...100015...50Габаритные Масса, кг,размеры, мм не более1,8240×75×550,145×40×251,7180×140×500,3562×52×420,6104×90×600,2562×52×420,6104×94×520,7104×94×520,26104×78×30Среди отечественных сетевых помехоподавляющих фильтров в последнеевремя нашли широкое распространение пассивные LC-фильтры типа ФПБМ,ФСШК, ФСМА, которые соответствуют требованиям Гостехкомиссии Россиипо защите от утечки секретной информации за счет побочных электромагнитных излучений и наводок.Некоторые образцы и их характеристики сетевых помехоподавляющихфильтров отечественного производства представлены на рис.
4.16.абРис. 4.16. Сетевые фильтры «Фаза-1-10» (а) и ФСП-3Ф-10А (б)Фильтр сетевой для защиты от утечки информации от ПЭВМ и другихсредств передачи информации «Фаза-1-10» (рис. 4.16, а) предназначен дляпредотвращения утечки информации от ПЭВМ и других технических средствпередачи информации по линиям питающей сети, выходящим за пределы вы234деленного помещения или за границы контролируемой зоны, за счет подавления наводок опасных (информативных) сигналов.Фильтр изготавливается в соответствии с требованиями по безопасностиинформации к аппаратуре военного назначения.ФСП-3Ф-10А (рис. 4.16, б) представляет собой набор высокочастотныхLC-фильтров, включаемых в сеть напряжением 220 В частоты 50 Гц.
Для уменьшения связи между входом и выходом LC-фильтры размещены в трех экранированных отсеках, образованных стенками и шасси фильтра. Соединение цепей между отсеками осуществляется проходными индуктивностями. Подавлениепомехи осуществляется реактивными LC-элементами фильтра.4.6. Пространственное и линейное зашумлениеФильтрация относится к пассивным методам защиты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
