Генератор псевдослучайного акустического шума

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах охраны. Генератор псевдослучайного акустического шума содержит генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов, преобразователь код-сопротивление, управляемый генератор импульсов, буферный усилитель, звуковой преобразователь, генератор стробирующих импульсов и регистр памяти. Достигаемый технический результат - исключение статистической закономерности смены частот модуляции. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и связи и может быть использовано для защиты помещений от несанкционированного съема информации по акустическому каналу посредством модуляции частоты колебаний оконного стекла или других твердых поверхностей. Данное устройство может быть использовано как самостоятельно, так и в составе охраной системы режимных объектов.

Известен генератор случайных сигналов, содержащий генератор случайных чисел, делитель частоты, генератор синхросигнала и блоки памяти (В. В. Блатов. Генератор случайных сигналов. Авторское свидетельство СССР N 1555803, H 03 В 29/00 - 1990 г. ).

Последовательность сигналов на выходе генератора обуславливается заданным законом распределения, поэтому их случайность является закономерной, вследствие чего можно путем статистической обработки выявить закономерность появления на выходе генератора этих случайных сигналов. Такая статистика дает возможность для несанкционированного съема информации.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототипом) является устройство, содержащее генератор тактовой частоты, счетчик импульсов, дешифратор, преобразователь код- сопротивление, управляемый генератор импульсов, буферный усилитель мощности и звуковой преобразователь. Данное устройство осуществляет модуляцию частоты колебаний последовательностью импульсов, задаваемой счетчиком импульсов (А. В. Петраков, В. С. Лагутин Утечка и защита информации в телефонных каналах, УДК 621.39, стр. 183-184).

В процессе работы устройства счетчик импульсов последовательно формирует комбинацию сигналов, поступающую на вход дешифратора, который изменяет с помощью преобразователя "код- сопротивление" частоту управляемого генератора импульсов, выходной сигнал которого поступает через усилитель на звуковой преобразователь. При этом частота модуляции изменяется счетчиком импульсов последовательно во времени.

Недостатками известного устройства являются малое количество частот модуляции и неизменная последовательность их чередования, которая определяет закономерность изменения частоты модуляции. Данная статистика позволяет выделить последовательность смены частот модуляции и получить доступ к информации.

Техническая задача, на решение которой направлено заявленное изобретение - исключение статистической закономерности смены частот модуляции, позволяющей получить совершенно случайную модуляцию и повысить надежность защиты помещений от несанкционированного съема информации по акустическому каналу, например от стекла комнаты.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемое устройство, содержащее генератор и счетчик импульсов, последовательно соединенные преобразователь кода в сопротивление, управляемый генератор импульсов, усилитель и звуковой преобразователь, дополнительно введены генератор стробирующих импульсов и регистр памяти. При этом выходы счетчика импульсов подключены к информационным входам регистра памяти, стробирующий вход которого подключен к генератору синхронизирующих импульсов, а выход регистра соединен с входом преобразователя код-сопротивление.

Это позволяет осуществлять формирование двух некратных частот, управляющих работой регистра памяти с выходным преобразователем кода в сопротивление, с последующим псевдослучайным переключением постоянной времени управляемого генератора импульсов, нагруженного на звуковой преобразователь.

Построение устройства изображено на блок - схеме, показанной на чертеже.

Устройство содержит генератор тактовых импульсов 1 с частотой f₀, генератор стробирующих импульсов 2 с частотой f_с f₀, счетчик импульсов 3, регистр памяти 4, преобразователь код-сопротивление 5, управляемый генератор импульсов 6, буферный усилитель 7, звуковой преобразователь 8.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от генератора тактовых импульсов 1 поступает на счетчик импульсов 3 с номинальной емкостью счета N_ном. На выходах счетчика 3 формируется код N_си, значение которого нарастает от нуля до уровня N_ном за время каждого цикла T_ц= N_ном/f₀, определяемого частотой f₀ тактового генератора 1. Код N_си подается на информационные D-входы регистра памяти 4, который стробируется передними фронтами импульсов частоты f_с, поступающих от генератора стробирующих импульсов 2. При соотношении частот f_с f₀/k, где k - целое число, на выходах регистра памяти 4 с частотой f_c запоминаются псевдослучайные значения кода N_рп, которые изменяются в диапазоне 0N_рпN_ном.

В зависимости от выходного кода N_рп регистра коммутируются резисторы преобразователя "код-сопротивление" 5, поэтому изменяется его выходное сопротивление R_цап = R_оN_рп/N_ном, которое подключено к времязадающей цепи управляемого генератора импульсов 6. При этом дискретно изменяется скорость заряда времязадающего конденсатора в управляемом генераторе 6 и соответственно случайным образом переключается частота f_y его выходных импульсов. Сигнал частоты f_y подается на буферный каскад 7, служащий для согласования управляемого генератора 6 с преобразователем электрического тока в звуковые колебания 8. Вследствие этого на выходе звукового преобразователя 8 формируются псевдослучайные акустические колебания, которые суммируются в пространстве с информативным речевым сигналом и тем самым маскируют его.

Для повышения надежности устройства и снижения энергопотребления оно может быть реализовано на КМОП-логических элементах, которые не потребляют практически энергии при статическом режиме работы. Поэтому основная мощность затрачивается только на преобразование электрического сигнала в звуковые колебания.

Особенность практического применения данного устройства заключается в том, что на информативный речевой сигнал накладываются акустические волны разной частоты, формируемые звуковым преобразователем 8. При этом за счет использования генератора стробирующих импульсов 2, имеющего частоту f_с(10. . . 50) Гц, отдельные фрагменты речи длительностью (20. . . 100) мс маскируются сигналами разной частоты f_y, формируемой управляющим генератором 6. Например, при использовании 8-разрядных двоичных счетчика 3, регистра 4 и преобразователя кода в сопротивление 5 можно реализовать зашумление речевого сигнала в диапазоне звуковых частот до 4 кГц различными 256 частотами, формируемыми случайным образом с дискретностью 8 Гц.

Для исключения внешнего акустического фона и обеспечения скрытности применения данного устройства звуковой преобразователь нужно устанавливать непосредственно на оконном стекле. Это позволяет уменьшить акустическое сопротивление между преобразователем и стеклом и тем самым обеспечить его эффективное применение для маскирования речи при минимальной мощности акустического сигнала.

Для снижения габаритных размеров в схемах генераторов можно использовать высокоомные резисторы и конденсаторы малой емкости.

Устройство может быть реализовано на КМОП - микросхемах: генераторы 1 и 2 можно реализовать на одной микросхеме типа К561 ЛП2 с двумя резисторами и конденсаторами, счетчик 3 - на микросхеме типа К561ИЕ10 с номинальным кодом N_ном = 256, регистр 4 - на двух микросхемах типа К561ИР9, управляемый генератор 6 и буферный усилитель на одной микросхеме типа К561ТЛ, а звуковой преобразователь 8 - на элементе ЗП-З.

Формула изобретения

Генератор псевдослучайного акустического шума, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом счетчика импульсов, и последовательно подключенные преобразователь код-сопротивление, управляемый генератор импульсов, буферный усилитель и звуковой преобразователь, отличающийся тем, что в него введены генератор стробирующих импульсов и регистр памяти, причем выходы счетчика импульсов подключены к информационным входам регистра памяти, стробирующий вход которого соединен с выходом генератора стробирующих импульсов, а выход регистра подключен к входу преобразователя код-сопротивление.

РИСУНКИ

Рисунок 1