главная . информация . каталог . форум . faq . контакты

вход
 
логин
пароль
 

Разделы
Статьи (1)
Статьи (2)
Статьи (3)
Статьи по нелинейной радиолокации
Книги
Защита информации от утечки по техническим каналам. Технические каналы утечки информации
Методы и средства поиска электронных устройств перехвата информации.
Способы и средства защиты информации
Учебно-методический курс "Информационная безопасность волоконно-оптических технологий"
Документы
Ссылки
СМИ о техническом шпионаже
Обнаружение СТС
Зарубежные спецслужбы
О прослушке
Общие вопросы безопасности
Галерея

Поиск

 Поиск по форуму


       





RadioInspector_RC

защита информации от утечки по техническим каналам. технические каналы утечки информации

2. ПОРТАТИВНЫЕ СРЕДСТВА АКУСТИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ

 

2.1. ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И ОСНОВНЫЕ
 ХАРАКТЕРИСТИКИ  МИКРОФОНОВ

     В основе всех средств акустической разведки лежит использование микрофонов. Микрофоны - это преобразователи акустических колебаний в электрические. Большинство микрофонов является преобразователями акустической энергии в электрическую. Есть микрофоны, основанные на другом принципе - релейном. В них под действием акустических колебаний происходит преобразование энергии постоянного тока в энергию переменного тока [31]. К основным характеристикам микрофонов относятся: чувствительность, частотная характеристика, характеристика направленности (коэффициент направленности) и уровень собственного шума.
     Чувствительность - это отношение напряжения U на входе микрофона к звуковому давлению P, действующему на микрофон [31]:

                        E = U/P.                               (2.1)

     Чувствительность определяется или по напряжению холостого хода, или по напряжению на номинальной нагрузке, за которую обычно принимают внутреннее сопротивление микрофона на частоте 1000 Гц.
     Звуковое давление в системе СИ измеряется в Ньютонах на квадратный метр. А единица измерения получила название Паскаль: 1 Н/м = 1 Па (Паскаль) [31].
     Чувствительность микрофона зависит от частоты, поэтому вводится понятие средней чувствительности - среднеквадратическое значение в номинальном диапазоне частот. Причем усредняют чувствительность, измеренную на частотах, распределенных равномерно в логарифмическом масштабе [31].
     Чувствительность, выраженная в децибелах относительно величины 1 В/Па, называется уровнем чувствительности.
     Стандартным уровнем чувствительности называется выраженное в децибелах отношение напряжения Uн, развиваемого на номинальном сопротивлении нагрузки Rн при звуковом давлении 1 Па, к напряжению, соответствующему мощности Pо = 1 мВт [31].
     Зависимость уровня чувствительности от частоты называется частотной характеристикой. Ее неравномерность определяют в номинальном частотном диапазоне для данного типа микрофона.
     Характеристика направленности - зависимость чувствительности микрофона в свободном поле от угла между рабочей осью микрофона (направлением, по которому микрофон имеет наибольшую чувствительность) и направлением на источник звука. Эту характеристику определяют на ряде частот или для полосы частот. Обычно приводят нормированную характеристику направленности, т.е. зависимость отношения чувствительности Eq , измеренной под углом q , к осевой чувствительности Eo [31]:

                          R (q) = Eq / Eo.                            (2.2)

     Большинство микрофонов имеет осевую симметрию. По характеристике направленности микрофоны, используемые для ведения акустической разведки, делятся на ненаправленные (односторонне направленные) и остронаправленные. Графическое представление характеристик направленности называют диаграммой направленности, которую часто представляют в полярных координатах. Для учета величины уменьшения чувствительности под различными углами относительно осевого направления вводится коэффициент направленности G - отношение квадрата осевой чувствительности микрофона в свободном поле Eo к среднему из квадратов чувствительности по всем радиальным направлениям Eqs  [31]:

                      G = Eo /Eqs.                                 (2.3)
 
     Его определяют на ряде частот или для полосы частот. Даже в отсутствии какого-либо акустического сигнала около микрофона напряжение на его выходе не равно нулю. Наличие напряжения является следствием флюктуации частиц в окружающей среде, а также тепловых шумов сопротивлений в электрической части микрофона.
     Уровень собственного шума микрофона L, приведенный к акустическому входу, определяют как уровень эквивалентного звукового давления Рш, при воздействии которого на микрофон получилось бы выходное напряжение, равное выходному напряжению микрофона Uш, развиваемого им в отсутствии звуковых колебаний [31]:

                  L = 20•Lg(Pш /Pо),                                       (2.4)

где     Pш = Uш /Eш;
           Pо= 2•10 -5, Па.

     Микрофоны по принципу электромеханического преобразования делятся на электродинамические, электростатические, электромагнитные и релейные [31]. Электродинамические микрофоны по конструкции механической системы делятся на катушечные (динамические) и ленточные. Электростатические делятся на конденсаторные, в том числе и электретные, и пьезомикрофоны. Электромагнитные - на односторонние и дифференцированные. Релейные - на угольные и транзисторные.
     По акустическим характеристикам микрофоны делятся на приемники давления, приемники градиента давления, комбинированные и групповые.
     Характерной особенностью приемника давления является то, что его подвижная механическая система (например, диафрагма) открыта для действия звуковых волн только с одной стороны.
     У приемника градиента давления подвижная механическая система открыта для звуковых волн с обеих сторон, поэтому на нее действует разность давлений волн падающей на фронтальную поверхность диафрагмы и огибающей её с тыльной стороны.
     Для получения различных форм характеристик направленности обычно комбинируют приемники давления и градиента давления.
     Одинаковые приемники для повышения направленности объединяют в группы. К ним относятся линейные группы и трубчатые приемники.
     В средствах акустической разведки наиболее широко применяются динамические, конденсаторные и пьезомикрофоны.
     Принцип действия динамического микрофона заключается в том, что катушка с намотанным на нее проводом, находящаяся в радиальном магнитном поле и жестко соединенная с диафрагмой, колеблется под действием звукового давления, пересекая силовые линии. Вследствие этого в ней индуцируется электродвижущая сила (ЭДС) [31].
     Для создания магнитного поля обычно используют кольцевой магнит. Диафрагму изготовляют из легких, но прочных материалов.
     Конденсаторный микрофон  представляет собой конденсатор, один из элементов которого массивный, а второй - тонкая натянутая мембрана [31]. На конденсатор подается поляризующее напряжение Up через высокоомное сопротивление Rн. Источник поляризующего напряжения не расходует энергии, так как постоянной составляющей тока нет. При колебаниях мембраны емкость конденсатора Сo изменяется, а так как заряд q остается постоянным (конденсатор не успевает перезаряжаться из-за большой постоянной времени   t =Rн•Со), то изменяется напряжение на нем. Это дополнительное напряжение Ud и является ЭДС, возникающей от действия звукового давления на мембрану. Напряжение, получаемое на нагрузке, несколько меньше ЭДС из-за падения напряжения на емкости конденсатора.
     В электретном микрофоне, в отличие от конденсаторного, поляризующее напряжение образовано предварительной электризацией одного из электродов, изготовляемого из полимеров или керамических поляризующихся материалов. Такой электрод имеет металлическое покрытие, которое по существу и является электродом конденсатора, а электрет служит лишь источником поляризующего напряжения. Поляризация электрета постепенно уменьшается и через несколько лет требуется или его замена, или повторная поляризация. В этом недостаток электретного микрофона по сравнению с конденсаторным, но и достоинство, так как для него не требуется источника напряжения. По механическим, акустическим характеристикам, а также по конструкции электретный микрофон ничем не отличается от конденсаторного [31].
     В пьезомикрофонах используется явление пьезоэффекта [31]: при деформации пластинки, вырезанной из кварца, сегнетовой соли или других кристаллов, а также пьезокерамик (титана, бария и др.) происходит ее поляризация, т.е. выделение зарядов на плоскостях. Если пластину вырезать под определенным углом к оси кристалла, то можно получить поляризацию при деформации пластинки от ее поперечного изгиба. При наклеивании металлических электродов на две противоположные грани пластинки между ними получают раз-ность потенциалов, пропорциональную величине деформации пластинки от поперечного изгиба. Для получения небольшого механического сопротивления при изгибе пластинку берут очень тонкой, а для получения наибольшего электрического сопротивления длину и ширину пластинки выбирают сравнительно большими.
     Пьезомикрофоны относятся к электростатическому типу микрофонов, поскольку основные соотношения, управляющие процессами преобразования колебаний, сходны с происходящими в электростатических преобразователях, например типа электретных. Разница между ними заключается в том, что пьезоэлектрические преобразователи не требуют электрической поляризации: электрический заряд у них образуется при деформации. У электретных преобразователей имеющийся заряд как бы пульсирует в такт изменению емкости преобразователя, вызываемой деформацией электрета [31].

Страницы: 1 | 2 | 3 | 4 |

Вернуться назад

 




Copyright © 2006 analitika.info
Подробнее об авторских правах

Дизайн: $SMax$
Создание сайта - рекламное агентство Sparkler
Система управления сайтом - SiteInBox