4. Устройства и системы технической разведки и защиты

Раздел 4.

Андpианов В.И. Боpодин В.А. Соколов А.В.Спpавочное пособие.-Лань,СПБ.,1996

1. Введение

Рецензия

До недавнего времени область техники, которой посвящена эта книга, была под строгим государственным контролем, и информация о достижениях науки в этой области была доступна только узкому кругу специалистов. Вместе с развитием рыночных отношений и снятием "железного занавеса" возникла возможность вынесения темы "секретных" устройств и технологий на широкое обсуждение. Условия успешного развития бизнеса сегодня неразрывно связаны с использованием информационных ресурсов, поэтому и круг читателей, интересующихся этой темой, постоянно растет. Среди книг, опубликованных на настоящий момент в России и странах Содружества, данная книга выделяется доступностью изложения материала без ущерба для его качества, широтой охвата темы, хорошим стилем изложения, достаточным количеством иллюстративного материала. На наш взгляд, эта книга будет очень полезна прежде всего сотрудникам служб безопасности государственных и частных предприятий, уделяющих большое значение вопросу защиты коммерческой информации, а также подготовленным радиолюбителям, желающим применить свои знания в этой области.

Генеральный директор Ассоциации Защиты Информации "Конфидент" Кузнецов П.А.

2. Глава 1. Устройства и системы технической разведки

Глава 1. Устройства и системы технической разведки

1.1. Общие сведения

1.1. Общие сведения

Бурное развитие техники, технологии, информатики в последние десятилетия вызвало еще более бурное развитие технических устройств и систем разведки. В самом деле, слишком часто оказывалось выгоднее потратить N-ю сумму на добывание, например, существующей уже технологии, чем в несколько раз большую на создание собственной. А в политике или в военном деле выигрыш иногда оказывается просто бесценным.

В создание устройств и систем ведения разведки вкладывались и вкладываются огромные средства во всех развитых странах. Сотни фирм многих стран активно работают в этой области. Серийно производятся десятки тысяч моделей "шпионской" техники. Эта отрасль бизнеса давно и устойчиво заняла свое место в общей системе экономики Запада и имеет прочную законодательную базу.

В западной печати можно найти весьма захватывающие документы о существовании и работе международной организации промышленного шпионажа "Спейс Инкорпорейтед" а заодно и познакомиться со спектром услуг, предлагаемых этой компанией. Так, английская газета "Пипл" сообщает, что среди клиентов компании есть не только промышленники, но и организованные преступные группировки. Как и любой бизнес, когда он выгоден, торговля секретами расширяет область деятельности, находя для своего процветания выгодную почву. Так, в Израиле, по примеру США, начинают относится к ведению разведки в экономической области как к выгодному бизнесу.

В качестве подтверждения можно привести факт создания бывшим пресс-секретарем израильской армии Эфраимом Лапидом специализированной фирмы "Ифат" по сбору и анализу сведений,которые могли бы заинтересовать различных заказчиков (не исключая и министерство обороны). По мнению Э. Лапида, Израиль, отличающийся большим спектром международных связей, выбором иностранной печати и удачным геополитическим положением, является "удобным" государством для организации и ведения "бизнес-разведки".

Французский журнал деловых кругов "Антреприз" так характеризует национальные черты промышленного шпионажа: "... наиболее агрессивными являются японцы. Шпионаж на Востоке носит систематический и централизованный характер. Что касается американцев, то они уделяют значительную часть своего времени взаимному шпионажу...''

Тематики разработок на рынке промышленного шпионажа охватывают практически все стороны жизни общества, безусловно ориентируясь на наиболее финансово выгодные.

В России после 1917 года ведение коммерческой разведки находилось под строгим контролем государства. В Советском Союзе в этой области были сосредоточены великолепные, если не сказать лучшие, специалисты. Выдающимся достижением было и останется на многие годы чудо технической разведки - здание посольства США в Москве, превращенное в огромное "ухо", в котором каждый вздох, каждый шорох был доступен для записи и анализа. Датчики находили даже в сварных стальных конструкциях здания, причем по плотности материала они соответствовали окружающему металлу и были недоступны для рентгеновского анализа. Эти системы были способны функционировать автономно десятки лет. Американцы вынуждены были отказаться от использования этого здания, даже несмотря на то что бывший глава КГБ Вадим Бакатин передал им схему построения этой системы.

Крушение СССР и развитие свободной рыночной экономики возродило спрос на технику подобного рода. Сказавшиеся без работы специалисты военно-промышленного комплекса не замедлили предложить своп услуги и в этой области. Спектр услуг широк: от примитивных радиопередатчиков до современных аппаратно-программных комплексов ведения разведки. Конечно, у нас нет еще крупных фирм, производящих технику подобного рода, нет и такого обилия моделей, как на Западе, но техника наших производителей вполне сопоставима по своим данным с аналогичной западной, а иногда лучше и дешевле. Разумеется, речь идет о сравнении техники, которая имеется в открытой продаже.

Естественно, аппаратура, используемая спецслужбами (ее лучшие образцы) намного превосходит по своим возможностям технику, используемую коммерческими организациями. В качестве примера можно привести самый маленький и самый дорогой в мире радиомикрофон, габариты которого не превышают четверти карандашной стерательной резинки. Этот миниатюрный передатчик питается от изотопного элемента и способен в течение года воспринимать и передавать на приемное устройство, расположенное в полутора километрах, разговор, который ведется в помещении шепотом. Кроме того, уже сейчас производятся "клопы", которые могут записывать перехваченную информацию, хранить ее в течение суток или недели, передать в режиме быстродействия за миллисекунду, стереть запись и начать процесс снова.

В уже упоминавшемся новом здании американского посольства элементы радиозакладок были рассредоточены по бетонным блокам, представляя собой кремниевые вкрапления. Арматура использовалась в качестве проводников, а пустоты - в качестве резонаторов и антенн. Анализируя опыт развития подобной техники, можно сделать вывод, что возможность ее использования коммерческими организациями является только делом времени. Выделим основные группы технических средств ведения разведки.

  • Радиопередатчики с микрофоном (радиомикрофоны):
    • с автономным питанием;
    • с питанием от телефонной линии;
    • с питанием от электросети;
    • управляемые дистанционно;
    • использующие функцию включения по голосу;
    • полуактивные;
    • с накоплением информации и передачей в режиме быстродействия .
  • Электронные "уши":
    • микрофоны с проводами;
    • электронные стетоскопы (прослушивающие через стены);
    • микрофоны с острой диаграммой направленности;
    • лазерные микрофоны;
    • микрофоны с передачей через сеть 220 В;
    • прослушивание через микрофон телефонной трубки;
    • гидроакустические микрофоны.
  • Устройства перехвата телефонных сообщений:
    • непосредственного подключения к телефонной линии;
    • подключения с использованием индукционных датчиков (датчики Холла и др.);
    • с использованием датчиков, расположенных внутри телефонного аппарата;
    • телефонный радиотранслятор;
    • перехвата сообщений сотовой телефонной связи;
    • перехвата пейджерных сообщений;
    • перехвата факс-сообщений;
    • специальные многоканальные устройства перехвата телефонных сообщений.
  • Устройства приема, записи, управления:
    • приемник для радиомикрофонов;
    • устройства записи;
    • ретрансляторы;
    • устройства записи и передачи в ускоренном режиме;
    • устройства дистанционного управления.
  • Видеосистемы записи и наблюдения.
  • Системы определения местоположения контролируемого объекта.
  • Системы контроля компьютеров и компьютерных сетей.

В этой главе мы коснемся только тех технических средств ведения разведки, которые представлены в настоящее время на рынке России.

1.2. Радиомикрофоны

1.2. Радиомикрофоны

Радиомикрофон, как следует из названия, это микрофон, объединенный с радио, т.е. с радиоканалом передачи звуковой информации. В настоящий момент нет устоявшегося названия этих устройств. Их называют радиозакладками, радиобагами, радиокапсулами, иногда - "жуками", но все-таки самым точным названием следует признать название, вынесенное в заголовок данного раздела. Мы будем придерживаться в дальнейшем этого названия, хотя оно и не самое "сочное" из перечисленных.

В общем виде структурная схема радиомикрофона приведена на рис. 1.1. Радиомикрофоны являются самыми распространенными техническими средствами ведения коммерческой разведки. Их популярность объясняется прежде всего удобством их оперативного использования, простотой применения (не требуется длительного обучения персонала), дешевизной, очень небольшими размерами. В самом простом случае радиомикрофон состоит из собственно микрофона, т.е. устройства для преобразования звуковых колебаний в электрические, а также радиопередатчика - устройства, излучающего в пространство электромагнитные колебания радиодиапазона (несущую частоту), промодулированные электрическими сигналами с микрофона. Микрофон определяет зону акустической чувствительности (обычно она колеблется от нескольких до 20 - 30 метров), радиопередатчик - дальность действия радиолинии. Определяющими параметрами с точки зрения дальности действия для передатчика являются мощность, стабильность несущей частоты, диапазон частот, вид модуляции.

Существенное влияние на длину радиоканала оказывает, конечно, и тип радиоприемного устройства. На приемных устройствах мы остановимся, хотя и коротко, позже.

Устройство управления не является обязательным элементом радиомикрофона. Оно предназначено для расширения его возможностей: дистанционного включения-выключения передатчика, микрофона, записывающего устройства, переключения режимов. Могут быть предусмотрены режимы: включения по голосу, режим записи в реальном времени, режим ускоренного воспроизведения и т.д.

Устройство записи, как следует из сказанного выше, также не является обязательным элементом.

Разработаны и выпускаются серийно сотни моделей радиомикрофонов, в том числе не менее ста типов - в России и СНГ (в основном на Украине и в Белоруссии).

Технические данные радномнкрофонов находятся в следующих пределах:

вес ........................................... от 5 до 350 г

габариты..................................от 1 см^3 до 8 дм^3

частотный диапазон ...................... от 27 до 900 МГц

мощность ..................................... от 0,2 до 500 мВт

дальность без ретранслятора ......... от 10 до 1500 м

время непрерывной работы ........... от нескольких часов до нескольких лет.

Более подробные данные по конкретным моделям приведены в табл. 1.1. Как видно из данной таблицы, дальность действия, габариты и время непрерывной работы находятся в очень тесной зависимости друг от друга. В самом деле, для увеличения дальности необходимо прежде всего поднять мощность, одновременно возрастает ток, потребляемый от источника питмия, который быстрее расходует свой ресурс, а значит, сокращается время непрерывной работы. Чтобы увеличить это время, увеличивают емкость батарей питания, но это увеличивает габариты радиомикрофона. Можно увеличить длительность работы передатчика введением в его состав устройства дистанционного управления (включение-выключение), однако это также увеличивает габариты. Кроме того, нужно иметь в виду, что увеличение мощности передатчика облегчает возможность его обнаружения.

Наличие такого большого количества моделей радиомикрофонов объясняется тем, что в различных ситуациях требуется определенная модель.

Очень часто подобные изделия предлагаются комплектами. На рис. 1.2 приведен один из таких комплектов - АО-17.

Это профессиональный комплект различных радиомикрофонов с автоматическим приемником и индикатором излучений. Диапазон частот 350450 МГц. Комплект размещается в портфеле.

Таблица 1.1. Технические данные радиомикрофонов промышленного изготовления

Модель

Габариты

Тип и напряжения питания

Вес

Тип корпуса

Дальность действия

Каналы

Вpемя непрерывн pаботы

Дополнительные данные

СAL-201

128x70x18

Щелочн.бат. АМ-З бат. (1,5В)х2

100г

Закамуфлирован под калькулятор

100-200

3(А,В,С)

150

Встроенный высокочувствительный микрофон. Можно одновременно пользоваться калькулятором

DХ-400

84х56х22

Литие.бат. 2СВ-5 (6В)х1 бат.

130г

Пластмасовый прямоугольный корпус

1000-1500 3(А,В,С)

3(А,В,С)

15

Микрофон в виде булавки для галстука передает звук и прерывистый тональный сигнал

ТК-400

166х27х14

Литие.бат. СВ-12600SЕ бат.

52г

Пластмасовый прямоугольный

1500-1000

3(А,В,С)

130

Обеспечивают высокое качество звука

СAL-205

180x135х40

Сеть 220В и аккуму. бат.

350г

Настольный калькулятор

100-200

3(А,В,С)

не ограничен

12-pазрядный калькулятор и микрофон могут работать одновременно

ТК-400М

аналогично ТК-400

аналогично ТК-400

анал. ТК-400

анал.ТК-400

500-1000

3(А,В,С)

130

Микрофон в виде булавки для галстука, внешний микроскопи ческий микрофон, микрофон в виде иглы

N-110N-2

62x18x9

сеть 110B сеть 220В

20г

Пластмассовый

100-200

3(А,В,С)

не огран.

Тайный секpетаpь. Скpытый

передатчик с питанием от сети переменного тока. Наиболее удобно поместить в совмещенную настенную pозетку.

РК-3ОО

Длина 130 мм

батареи SR-48W бат. (1.5В)х2

120г

Авторучка

100-200

3(А,В,С)

15 часов

Одна из наиболее интересных моделей. Ручкой можно пользоваться не вызывая подозрений.

СD-500S

86х545х4.5

Лити.бат. CR-2430(3В) бат.

20г

Кредитная карточка

200-300

3(А,В,С)

30 часов

Плоский, как кредитная карта, передатчик. Легко использовать при любых обстоятельствах.

AZ-110A

70х35х20

От сети 110 или 220 В

45г

Тройник-перен. для быт.аппар.

100-200

3(А,В,С)

Не ограничен

Не работает от сети переменного тока и ограничен одновременно используется как тройник для бытовой аппаратуры.

 

Состав комплекта:

  • Портфель.
  • Индикатор излучений.
  • Приемник сигналов.
  • Антенна приемника.
  • Антенна индикатора.
  • Головные телефоны.
  • Радиомикрофон Р1 и Р2.
  • Радиомикрофон РЗ.
  • Радиомикрофон Р5 (Р6)
  • Элементы питания.
  • Шнур записи.

Комплект дополняется антеннами "волновой канал" или "бабочка". Из рисунка видно, что в состав входят несколько видов радиомикрофанов. Они отличаются мощностью передатчика: радиомикрофон Р2 имеет мощность излучения 15 мВт и дальность действия до 300 м, габариты - 58х51х15 мм, а РЗ, например, - мощность 3 мВт, дальность действия до 150 м и, соответственно, меньшие габариты - ЗЗх27х7 мм.

На рис. 1 .3 изображен радиомикрофон РЗ. Это радиомикрофон со встроенным микрофоном и проводниками для подключения внешнего электропитания 1.5В. Включение радиопередатчика производится в момент подсоединения внешнего электропитания. Корпус пластиковый, антенна гибкая. Несущая частота в диапазоне 350 - 450 МГц.

Мощность излучения 3 мВт. Дальность действия до 150 м. Габариты - ЗЗх27х7 мм.

Распространенным явлением является маскировка радиомикрофонов под какие-то устройства двойного назначения: зажигалки, калькуляторы, часы и т.д. В качестве примера на рис. 1.4 изображен радиомикрофон в виде авторучки.

Красивая шариковая авторучка может работать как радиомикрофон с дальностью до 200 м (рис. 1.4). Встроенный микрофон обеспечивает высококачественный акустический контроль. Электропитание от часовых батареек, непрерывно до 15 ч. Частоты фиксированные (канал А или В) в диапазоне 350-450 МГц. Габариты - длина 130 мм, диаметр 14 мм, вес- 20 г.

Интересными являются изделия САL-201 и САL-205, замаскированные под калькуляторы, с питанием от сети. Это позволяет заодно решить и проблему питания, т.к. встроенные аккумуляторы имеют возможность зарядки от сети. Существуют модели, выполненные в виде заколки или зажима для галстука, наручных часов и др., подключаемые к передатчику или магнитофону, в зависимости от цели операции. На рис. 1.5 приведены примеры таких моделей.

Высокочувствительные миниатюрные микрофоны в авторучке, наручных часах, в значке и др. позволяют записать важную беседу в шумном месте. Электропитание от часовой батарейки обеспечивает непрерывную работу встроенного усилителя в течении нескольких месяцев. С помощью миниатюрного микрофона с усилителем удобно контролировать помещения, например, через имеющиеся вентиляционные отверстия. К проводу, выходящему от такого микрофона в соседнее помещение, подключается либо радиопередатчик, либо магнитофон.

Для записи разработаны и широко представлены в продаже специальные магнитофоны. На рис. 1 .6 изображена одна из моделей - профессиональный микрокассетный магнитофон с автореверсом и системой VОХ (системой включения по голосу). Кроме того, эта модель оборудована встроенным микрофоном н счетчиком ленты и имеет две скорости записи. В полный комплект входит пульт дистанционного управления (ДУ), адаптер для электропитания от сети, наушники, микрокассета МС-60, чехол. Габариты - 73х52х20 мм, вес - 90 г.

Одна из возможных схем применения скрытого радиомикрофона и магнитофона изображена на рис. 1.7. Подобный "джентльменский набор" включает в себя микрофон с булавкой, телефон с ушным креплением, кнопку включения передатчика, а также разъемы для подключения к различным радиостанциям и магнитофонам. Вес - 55 г.

Такая схема позволяет агенту записать на магнитофон и передать на приемное устройство нужную информацию. Еще более интересной является схема оперативного применения радиомикрофона, реализованная в изделии SIPE-PS. Это комплект, состоящий из бесшумного пистолета с прицельным расстоянием 25 м и радиомикрофона-стрелы. Он предназначен для установки радиомикрофона в местах, физический доступ к которым невозможен.

Радиомикрофон в виде наконечника стрелы в ударопрочном исполнении надежно прикрепляется к поверхностям из любого материала - металла, дерева, бетона, пластмассы и т.д. Тактика применения его следующая: стрела отстреливается через, например, открытую форточку и прикрепляется к стене. В реальных условиях города дальность действия радиомикрофона не превышает 50 м, и это обстоятельство снижает оперативную ценность системы.

Аналогичный комплект фирмы CCS включает арбалет и несколько стрел-дротиков. Это модель STG 4301. Микрофон обеспечивает контроль разговора в радиусе до 10 м, а передатчик передает сигнал на приемник, находящийся на расстоянии до 100 м.

Как уже говорилось, ограничивающим фактором является питание. Для увеличения времени функционирования стараются увеличить емкость батарей, но этот путь имеет свои пределы. В качестве примера оригинального решения этой проблемы можно привести факт обнаружения сотрудниками одной из организаций, занимающейся защитой коммерческой информации, при проверке в одном из офисов радиомикрофона, установленного в макете парусного корабля. Сам макет был заполнен элементами питания на полтора года непрерывной работы. В качестве антенны использовался такелаж модели.

Широко практикуется применение радиомикрофонов с питанием от внешних источников, в том числе от телефонной и радиосети. Уже упоминались изделия CAL-201 и CAL-205. Можно сказать об отечественном приборе ЛСТ-4, устанавливаемом в розетках электропитания, и ЛСТ-51, устанавливаемом в телефонной розетке.

Оригинальной является модель HR560 LICHT WUD. Это радиомикрофон, встроенный в цоколь обыкновенной лампочки накаливания, с дальностью действия до 250 м.

Еще одна модель радиомикрофона, предназначенного для контроля помещений и устанавливаемого в телефонной розетке, показана на рис. 1.8. Это ЧМ радиомикрофон AD-45-3. Электропитание осуществляется от телефонной линии. Дальность - до 150 м. Габариты - 22х16х12 мм, вес - 210 г.

Нельзя не сказать о радиомикрофоне SIPE MT. Этот радиомикрофон с ЧМ передатчиком и с питанием от солнечной батареи выполнен в виде стакана для виски. Элементы солнечной батареи замаскированы орнаментом на дне стакана. Для повышения скрытности радиомикрофон имеет два режима: включен, если стакан стоит на столе, и отключен, если его поднять или изменить положение в пространстве.

Дальность действия передатчика в диапазоне 130-150 МГц составляет 100 м. Аналогичный прибоp фирмы CCS модели STG 4104 выполнен в виде керамической пепельницы, что следует признать наиболее удачным примером маскировки, хотя применение батарей, скрытых в покрытом войлоком дне пепельницы, и ограничивает время его непрерывной работы. Встроенный ртутный выключатель отключает передатчик, если пепельницу перевернуть. Применение батарей, а также более солидный вес пепельницы позволили увеличить радиус действия прибора до 600 м. Передатчик работает на частоте 130-150 МГц.

Одним из перспективных направлений увеличения скрытности и времени эффективного использования является применение дистанционного включения. Примерами являются изделия ТRМ-1530 и ТRМ-1532. Это радиомикрофоны с питанием от батарей, габаритами 87х54х70 мм, весом около 100 г, с ЧМ передатчиком диапазона 380-400 МГц или 100-150 МГц и дальностью до 300 м. Дистанционное включение-выключение позволяет довести время эффективной работы изделия до 1 года при времени непрерывной работы 280-300 часов.

Подобная аппаратура, но несколько больших габаритов, начинает поступать в продажу и от отечественных производителей. Очень перспективным является применение радиомикрофонов с активацией отзвука - музыки, речи и т.д. Такова модель STG-4001. Включение устройства происходит от звука, выключение - автоматически через 5 секунд после исчезновения звука. Применение функции включения по голосу позволило довести время эффективной работы до 300 часов. Прибор имеет очень приемлемые размеры - 20х38х12 мм, вес с батареями - 18 г, обеспечивает дальность до 500 м, частоты - 130-150 МГц. Следует подчеркнуть, что такого рода радиомикрофоны довольно трудно обнаружить.

В сложных случаях возможно построение системы передатчиков. Например, при движении объекта по пути следования заранее размещаются радиомикрофоны, работающие на разных частотах.

Наблюдение ведется при помощи многоканального приемника. Возможно построение схемы с использованием передатчика-ретранслятора. Мощность радиомикрофона делается очень небольшой (для увеличения времени работы и повышения скрытности), а на небольшом расстоянии, например, в соседнем помещении, устанавливается передатчик-ретранслятор, габариты и мощность которого подвергаются гораздо меньшим ограничениям.

Как уже говорилось выше, дальность действия радиопередатчиков определяется в существенной степени качествами радиоприемных устройств, прежде всего, чувствительностью. В качестве приемников часто используют бытовые радиоприемные устройства. В этом случае предпочтительным является применение магнитол, т.к. появляется возможность одновременного ведения записи. К недостаткам таких устройств относятся низкая чувствительность и возможность настройки посторонних лиц на частоту передатчика. Частично эти недостатки можно устранить перестройкой частотного диапазона, в том числе с помощью конверторов, а также переналадкой усилителей для повышения чувствительности. Достоинством таких систем является низкая стоимость, а также то, что они не вызывают подозрений. Но все же предпочтительным следует считать применение специальных приемных устройств.

Технические данные некоторых приемников, предназначенных для работы с радиомикрофонами, приведены в табл. 1.2. В качестве примера одного из таких устройств на рис. 1.9 изображен портативный приемник АД-17-2. Диапазон частот составляет 360-400 МГц. Приемник осуществляет автоматическое скайнрование и захват сигнала передатчика. Автоматическая подстройка частоты осуществляется в режиме приема. Применяется АРУ промежуточной частоты и АРУ сигнала низкой частоты. Чувствительность - не хуже 2 мкВ. Электропитание - 6-10 В от элементов типа АА. Сопротивление антенного входа - 50 Ом. Потребление - 3 ма. Амплитуда сигнала на низкочастотном выходе - 0,5 В. Габариты - 147х70х38 мм.

В качестве примера стационарного современного приемника коротко опишем радиоприемник ICOM R7100. Это многофункциональный сканирующий приемник, расчитанный на диапазон частот от 25 до 2000 МГц. Имеет возможность приема радиосигналов с любыми видами модуляции, в том числе контроль телевизионных сигналов на выносной видеомонитор, а также режимы ручной и автоматической настройки и сканирования. 999 каналов памяти разделены на 9 групп, что дает возможность сканирования по заранее выбранным группам каналов/частот. Оборудован системой автоматического поиска и записи в память значений обнаруженных частот и встроенными часами для управления рожимами работы по программе.

Имеется возможность управления всеми режимами от компьютера с помощью специальных программ. Чувствительность - от 0,35 до 1,6 мкВ, в зависимости от диапазона. Шаг настройки - от 0,1 до 1000 Гц. Имеются разъемы для подключения магнитофона, монитора и т.д.

Таблица 1.2. Технические данные приемников, предназначенных для работы с радиомикрофонами

N модели

Диапазон частот МгЦ

Чувствит. , пpи с/ш20дБ, мкВ

Пpогpамм. каналы

Фиксиp. каналы

Тип антенны

Сканиp. и автопоиск

Акустомат

Тип питания

Ток потpебл., мА

Габаpиты, мм

Вес,

кГ

2220

80-150

5

-

-

сетевой пpовод

-

-

сеть 50-110

1.0

160x90x45

0.25

2240

25-550

800-1300

0.35

1.0

20

-

Телескоп. внешний кабель

+

+

батаpея сеть адаптеp

60-700

470x390x130

8

2254

135-145

0.5

200

-

всенапpавл

-

+

батаpея сеть адаптеp

60-700

35ВА

470x390x180

330х130х280

8

8.5

2270

0.09-34

34-60

114-174

423-450

0.5-3

200

-

-

+

-

110/22012-16B

 

 

 

 

2301

25-550

800-1300

0.35

1

20

-

Телескоп. выносная

+

-

Адаптеp 12В

500

80х138х200

1.2

2303

380-440

0.5

-

2

встpоенная

-

-

15-40

125х60х20

0.18

2307

26-29,99

60-88

115-178

210-260

410-520

0.7

1.5

16

-

встpоенная

+

-

адапте p 6В

120-170

185х80х37

0.47

2308

60-89

118-136

140-174

0.7

1.5

20

-

встpоенная

+

-

Адаптеp 4В

100

145х65х44

0.56

2309

20-1000

1

30

-

активная пассивная

+

-

Батаpея адаптеp

500-800

188х71х212

3

2310

20-1000

0.5

100

-

-

+

-

110/220 батаpея

60Вт

433х132х465

15

 

Рис. 1.1 Обобщенная структурная схема радиомикрофона

Рис. 1.1 Обобщенная структурная схема радиомикрофона

Рис. 1.2 Комплект акустического контроля АД-17 (США)

Рис. 1.2 Комплект акустического контроля АД-17 (США)

Рис. 1.3 Радиомикрофон Р3 из комплекта АД-17

Рис. 1.3 Радиомикрофон Р3 из комплекта АД-17

Рис. 1.4 Радиомикрофон в виде авторучки

Рис. 1.4 Радиомикрофон в виде авторучки

Рис. 1.5 Замаскированные миниатюрные микрофоны

Рис. 1.5 Замаскированные миниатюрные микрофоны

Рис. 1.6 Микрокассетный магнитофон OLYMPUS L-400

Рис. 1.6 Микрокассетный магнитофон OLYMPUS L-400

Рис. 1.7 Схема оперативного применения скрытого радиомикрофона и магнитофона

Рис. 1.7 Схема оперативного применения скрытого радиомикрофона и магнитофона

Рис. 1.8 Радиомикрофон с питанием от телефонной сети

Рис. 1.8 Радиомикрофон с питанием от телефонной сети

Рис. 1.9 Портативный специальный приемник

Рис. 1.9 Портативный специальный приемник

1.3. Устройства перехвата телефонных сообщений

1.3. Устройства перехвата телефонных сообщений

1.3.1. Основные методы прослушивания телефонных линий

Ценность информации, передаваемой по телефонным линиям , а также бытующее убеждение о массовом характере такого прослушивания вызывает наибольшее беспокойство у организаций и частных лиц за сохранение конфиденциальности своих переговоров именно по телефонным каналам. Для защиты своих секретов необходимо знать методы, с помощью которых могут быть осуществлены операции по перехвату. Но при этом нужно учесть, что организация массового прослушивания (в существовании которой убеждены очень многие) невозможна по причинам технического и финансового характера. В самом деле, для анализа записанных сообщений нужно держать огромное количество людей и техники. Как утверждает бывший глава КГБ В. Бакатин, 12 отдел КГБ прослушивал в Москве примерно 300 абонентов. Кроме того, для организации прослушивания в настоящее время требуется санкция прокуратуры. Более вероятна организация прослушивания без санкции, в коммерческих или других целях. По американским данным вероятность утечки информации по телефонным каналам составляет от 5 до 20%.

В настоящее время на рынке России представлены сотни типов устройств перехвата телефонных сообщений, как отечественных, так и импортных. Схема телефонной линии связи изображена на рис. 1.10.

Из этой схемы видно, что можно выделить шесть основных зон прослушивания:

  • телефонный аппарат;
  • линия от телефонного аппарата, включая распределительную коробку;
  • кабельная зона;
  • зона АТС;
  • зона многоканального кабеля;
  • зона радиоканала.

Наиболее вероятна организация прослушивания первых трех зон, т.к. именно в этих зонах легче всего подключиться к телефонной лизди.

Специалисты, занимающиеся защитой информации, утверждают, что чаще всего используется прослушивание с помощью параллельного аппарата. В большинстве случаев для этого даже не требуется прокладывать дополнительные провода - телефонная сеть настолько запутана, что всегда есть неиспользуемые линии. Кроме того, нетрудно подключится в парадной к распределительной коробке.

Подключение в третьей зоне менее распространено, т.к. необходимо проникать в систему телефонных коммуникаций, состоящую из труб с проложенными внутри них кабелями, а также разобраться в этой системе и опдеделить нужную пару среди сотен других. Однако не следует считать, что это невыполнимая задача, поскольку существует уже необходимая для этого аппаратура. В качестве примера можно привести американскую систему "Крот". С помощью специального индуктивного датчика, охватывающего кабель, снимается передаваемая по нему информация. Для установки датчика на кабель используются колодцы, через которые проходит кабель. Датчик в колодце укрепляется на кабеле и для затруднения обнаружения проталкивается в подводящую трубу. Сигнал записывается на диск специального магнитофона. После заполнения диска выдается сигнал, и агент, при благоприятных условиях, заменяет диск. Аппарат может записывать информацию, передаваемую одновременно по 60 каналам. Продолжительность непрерывной записи составляет 115 часов. Такие устройства находили в Москве. Для различных типов подземных кабелей разработаны разные датчики: для симметричных высокочастотных - индуктивные для отвода энергии с коаксиальных кабелей, для кабелей с избыточным давлением - устройства, исключающие его снижение. Некоторые приборы снабжаются радиопередатчиком для передачи записанных сообщений или перехвата их в реальном масштабе времени.

1.3.2. Способы подключения телефонной линии и запись переговоров

В техническом плане самым простым способом является контактное подключение. Возможно временное подключение к абонентской проводке с помощью стандартной "монтерской трубки". Однако подключение такого типа легко обнаруживается с помощью простейших средств контроля напряжения телефонной сети. Уменьшить эффект падения напряжения можно путем подключением телефонной трубки через резистор сопротивлением 0,6-1 кОм. Подключение осуществляется с помощью очень тонких иголочек и тонких, покрытых лаком, проводов, прокладываемых в какой-либо существующей или изготовленной щели. Щель может быть зашпаклевана и покрашена так, что визуально определить подключение очень тяжело.

Более совершенным является подключение с помощью согласующего устройства (рис. 1.11).

Такой способ существенно меньше снижает напряжение в телефонной сети и затрудняет обнаружение факта прослушивания. Известен способ подключения к линиям связи аппаратуры с компенсацией падения напряжения (рис. 1.12).

Существенными недостатками контактного способа подключения являются нарушение целостности проводов и влияние подключенного устройства на характеристики линий связи. В целях устранения этого недостатка применяется индуктивный датчик, выполненный в виде трансформатора. Один из таких датчиков изображен на рис. 1.13.

Существуют также датчики, принцип работы которых основан на эффекте Холла. В табл. 1.3 приведены характеристики датчиков адаптеров подключения к телефонной линии. Стоимость подобных устройств колеблется от 20 до 250 $. В качестве записывающих устройств применяются стандартные диктофоны, специальные миниатюрные, как уже упоминавшийся OLIMPUS L-400, а также стационарные многоканальные диктофоны, как, например, АД-25-1. Как правило, схема прослушивания организована так, что магнитофон включается при появлении сигнала в линии. В качестве примера миниатюрного магнитофона можно привести модель N2502, рекламируемую как магнитофон, который невозможно обнаружить с помощью современных детекторов записывающей техники. Этот магнитофон изображен на рис. 1.14.

В этом магнитофоне имеются гнезда для подключения внешнего микрофона, пульта дистанционного управления и головных телефонов.

Как правило, специальные многоканальные магнитофоны для записи телефонных переговоров используются в составе специальной аппаратуры для контроля особо режимных работ. В этом случае используются специальные приемы, позволяющие по ключевым словам прерывать или записывать телефонный разговор. Случаи коммерческого прослушивания на городских АТС крайне редки, так как это невозможно без наличия там "своего" человека из обслуживающего персонала.

Таблица 1.3. Адаптеры подключения к линии

Марка

Габаpитные pазмеpы

Питание

Дополнительные функции

ЛСТ-АД

45х35х5

автономное

Автоматическое вкл./выкл

БД-1

-

автономное

Индуктивный датчик

PRO-1213

95х58х25,

50х22х10

автономное 9В

Эффект Холла

UM-122

100х50х18

автономное 3В

Контактная игла

STG-4525

125х75х25

автономное 9В

Индуктивный зон

PK-135S

16х35

не требуется

Включение по голосу

 

Однако нельзя исключать случаев такого прослушивания на имеющихся и организуемых на некоторых предприятиях местных АТС. Такое прослушивание может быть организовано с помощью имеющихся на рынках США, Германии и Японии специальных многоканальных магнитофонов, предназначенных для стационарной записи телефонных переговоров и рассчитанных на значительное (от 10 до 100) число каналов.

Технические характеристики некоторых из таких устройств приведены в табл. 1.4.

Таблица 1.4. Технические характеристики записывающих устройств

Модель

Количество каналов

Габаpитные pазмеpы,мм

Вес, кг

Вpемя записи

Дополнительныефункции

PK-115-S

10

500х360х150

9.8

нет дан.

автоматичаское включение, подключение принтера, привязка ко времени

PK-100-55

1

10

50

100

209х1666х290

1100х550х380

110х890х660

7900х1890х600

2,9

60

220

430

4

10х4

50х4

100х4

Автоматическое включение. Подключение принтера. Привязка к дате и времени

АД-25

8

480х350х190

16

нет дан.

пpивязка ко вpемени дистанц. упpавление

ТМ

9

20

31

42

нет данных

нет дан.

До 1000

пpивязка к дате и вpемени видеоконтpоль

CU-1

10

нет данных

нет данных

нет данных

регистрация времени, даты, номера абонента, подсчет числа звонков

1.3.3. Телефонные радиоретрансляторы

Телефонные радиоретрансляторы чрезвычайно популярны и представляют собой радиоудлинители для передачи телефонных разговоров по радиоканалу. Обобщенная структурная схема подобного устройства приведена на рис. 1.15.

Большинство телефонных закладок автоматически включаются при поднятии телефонной трубки и передают информацию на пункт перехвата и записи. Источником питания для радиопередатчика является, как правило, напряжение телефонной сети. Так как в данном случае не требуется ни батареек, ни встроенного микрофона, размеры ретранслятора могут быть очень небольшими. Недостатком подобных устройств является то, что они могут быть обнаружены по радиоизлучению. На рис. 1.16 и 1.17 показаны примеры подобных устройств.

Малогабаритный кварцевый передатчик AD-31 предназначен для контроля телефонной линии. Дальность дейтвия - до 300 м и более. Диапазон частот - 350-450 МГц. Имеет каналы А, В или С. Включается в разрыв телефонной линии. Габариты - 18х38х10 мм, вес - 15 г.

Компактный ЧМ передатчик FD-45-4 для контроля телефонной линии. Закамуфлирован в телефонную розетку. Дальность действия - до 150 м. Габаритные размеры - 22х16х12 мм. Вес - 210 г. Чтобы уменьшить возможность обнаружения радиоизлучения, применяют тот же способ, что и в случае с радиомикрофоном - уменьшают мощность излучения передатчика, установленного на телефонной линии. А в безопасном месте устанавливают более мощный ретранслятор, переизлучающий сигнал на другой частоте и в зашифрованном виде.

Следует учесть, что нельзя исключать возможность применения радиопередатчиков, использующих псевдошумовые сигналы и (или) работающих "под шумами". В этом случае обнаружение радиозакладок еще более усложняется.

Для маскировки телефонные радиоретрансляторы выпускаются в виде конденсаторов, фильтров, реле и других стандартных узлов элементов, входящих в состав телефонной аппаратуры. Существуют ретрансляторы, выполненные в виде микрофона телефонной трубки (например, модель CRISTAL фирмы Sipe). Подобные изделия весьма легко и быстро можно установить в интересующий телефонный аппарат.

Здесь нельзя не сказать, что очень часто не требуется проделывать даже и такие простые операции. Очень распространены телефонные аппараты с кнопочным номеронабиранием типа ТА-Т, ТА-12. Благодаря особенностям своей конструкции они переизлучают информацию на десятках частот СВ, КВ и УКВ диапазона на расстояние до 200 м. Еще более просто подслушать разговор, если используется телефон с радиоудлинителем, представляющим собой две радиостанции: одна смонтирована в трубке, другая - в самом телефонном аппарате. В этом случае нужно только настроить приемник на требуемую частоту.

Для подобных целей выпускаются и специальные разведывательные приемники. Например, приемник "Минипорт" фирмы "Роде и Шварц" с диапазоном частот 20-1000 МГц. Этот приемник имеет небольшие габариты (188х74х212), универсальное питание и встроенный процессор. Запоминающее устройство может хранить в памяти до 30 значений частот и осуществлять сканирование в заданном диапазоне с переменным шагом .

1.3.4. Системы прослушивания сообщений, передаваемых по сотовым, пейджинговым каналам и по факсу

Сотовой называется система связи, состоящая из некоторого количества ячеек, которые, связываясь между собой, образуют сеть, или соты. Каждая ячейка может работать с определенным количеством абонентов одновременно. Сотовые сети имеют возможность наращивания, а также могут стыковаться друг с другом. Радиус действия базовой сотовой станции составляет 5-15 км, а перехват сообщений в этом случае, может проводиться на расстоянии до 50 км. В качестве примера реализации подобной системы можно привести сотовые системы наблюдения Cellmate-10В и Cellscan. Cellmate-106 контролирует одновремейно до 10 телефонных номеров, т.е. одну ячейку сотовой связи. Имеется возможность программируемого перебора ячеек. Нужный разговор может определяться по голосу абонента или по содержанию разговора. Перехваченные однажды номера при желании переводятся программой в особый режим наблюдения. Встроенное запоминающее устройство запоминает последние параметры настройки. Запись начинается автоматически, когда объект наблюдения начинает пользоваться телефоном. Информация о номерах телефонов, параметрах настройки, идентификации по голосу считывается с цветного жидкокристаллического дисплея, так же определяются коды доступа. Система Cellscan, аналогична по функциям Cellulate-10В и также размещается в атташе-кейсе. Утверждается, что количество программируемых номеров не ограничено. В режиме сканирования на дисплей выводится информация о 895 каналах. Наблюдается вся телефонная система, и выбираются каналы, по которым происходят звонки. С помощью комплекта сотовых карт определяется район, в котором происходит подозрительный разговор, идентифицированный сканером по содержанию или голосу. Можно отключить каналы, которые вы не хотите осуществлять перехват. Используется доработанный сотовый телефон ОКI, который может применяться и вкачестве обычного сотового телефона. Вес системы - 9 кг.

Современные системы сотовой связи могут использовать различные системы кодирования и (или) перестройку частоты по случайному закону. Существуют и специальные комплекты радиоперехвата с возможностью анализа зашифрованных сообщений, например, Sigint/Commt Spektra фирмы Hollandes Signal, но подобная аппаратура очень дорога. В России разработаны и предлагаются программно-аппаратные системы перехвата пейджинговых сообщений. В состав подобной системы входят доработанный сканер (AR-ЗОООА, IC-7100 и др.), устройство преобразования, компьютер и специальное программное обеспечение. Система позволяет осуществлять прием и декодирование текстовых и цифровых сообщений, передаваемых в системе радиопейджинговой связи и сохранять все принятые сообщения (с датой и временем передачи) на жестком диске персонального компьютера. При этом может производиться фильтрация потока сообщений, выделение данных, адресованных конкретным абонентам. На рис. 1.18 представлен пример реализации подобного устройства.

Перехват факс-сообщений принципиально не отличается от перехвата телефонных сообщений.

В заключение приведем пример организации прослушивания Агенством национальной безопасности США, имеющим в 6 раз больше служащих, чем ЦРУ. Четыре тысячи сто двадцать мощных центров прослушивания на базах в Германии, Турции, Японии и т.д., а также на кораблях, подводных лодках, самолетах и спутниках собирают и анализируют почти всю информацию, передаваемую электронным способом, включая излучения систем сигнализации автомобилей, квартир и т.д.

1.3.5. Использование телефонной линии для прослушивания помещений

Схема устройства, предназначенного для прослушивания помещений с использованием телефонной линии, приведена на рис. 1.19.

Как видно из рисунка, телефонная линия используется не только для передачи телефонных сообщений, но и для прослушивания помещения. Чтобы включить подобное устройство, нужно набрать номер абонента. Первые два гудка "проглатываются" устройством, т.е. телефон не звонит. После этого необходимо положить трубку и через определенное время (30-60 секунд) позвонить снова. Только после этого система включается в режим прослушивания.

Подобным образом работают, например, устройства ST-01 ELSY, UM103. Цена таких устройств - от 15 (отечественные) до 250 $ (зарубежные). В качестве примера одного из таких устройств на рис. 1.20 изображено устройство БОКС-Т. Это устройство позволяет контролировать помещение из любой точки земного шара по телефону.

Для этого достаточно набрать номер телефона, где уже установлен прибор "Бокс-Т", и произвести включение микрофона. Для выключения достаточно положить телефонную трубку. Модель TS-20-1 позволяет дополнительно контролировать подключенные к ней датчики охранной сигнализации. Модель TS-10-T2 включается с помощью блока вызова. Электропитание всех моделей осуществляется от телефонной линии с напряжением 60 В. Блок вызова модели TS20-T2 питается напряжением 9 В от батареи типа "Крона".

Необходимо иметь в виду, что существуют так называемые "беззаходовые" системы передачи акустической информации по телефонным линиям, позволяющие прослушивать помещения без установки какого-либо дополнительного оборудования. Также используются недостатки конструкции телефонного аппарата: акустические колебания воздействуют на якорь звонка, который, колеблясь, вызывает появление в катушке микротоков, модулированных речью. ЭДС, наводимая в катушке, в этом случае может достигать нескольких милливольт. Дальность этой системы не превышает (из-за затухания) нескольких десятков метров. Прием осуществляется на качественный, малошумящий усилитель низкой частоты.

Второй вариант "беззаходовой" системы связан с реализацией эффекта "навязывания". Колебания частотой от 150 кГц и выше подаются на один провод телефонной линии, ко второму проводу подсоединяется приемник. Земля передатчика и приемника соединены между собой или с общей землей, например, водопроводной сетью (рис. 1.21).

Через элементы схемы телефонного аппарата высокочастотные колебания поступают на микрофон, даже если он отключен от сети, и модулируются речью. Детектор приемника выделяет речевую информацию. Из-за существенного затухания ВЧ сигнала в двухпроводной линии дальность также не превышает нескольких десятков метров (без ретранслятора).

Рис. 1.10 Схема телефонной линии связи

Рис. 1.10 Схема телефонной линии связи

Рис. 1.11 Подключение с помощью согласующего устройства

Рис. 1.11 Подключение с помощью согласующего устройства

Рис. 1.12 Подключение с компенсацией напряжения

Рис. 1.12 Подключение с компенсацией напряжения

Рис. 1.13 Индуктивный датчик

Рис. 1.13 Индуктивный датчик

Рис. 1.14 "Неуловимый" магнитофон

Рис. 1.14 "Неуловимый" магнитофон

Рис. 1.15 Структурная схема телефонного радиоретранслятора

Рис. 1.15 Структурная схема телефонного радиоретранслятора

Рис. 1.16 Компактный телефонный радиоретранслятор

Рис. 1.16 Компактный телефонный радиоретранслятор

Рис. 1.17 Телефонный радиоретранслятор, замаскированный по телефонную розетку

Рис. 1.17 Телефонный радиоретранслятор, замаскированный по телефонную розетку

Рис. 1.18 Программно-аппаратный комплекс перехвата пейджинговых сообщений

Рис. 1.18 Программно-аппаратный комплекс перехвата пейджинговых сообщений

Рис. 1.19 Схема прослушивания помещений по телефонной линии

Рис. 1.19 Схема прослушивания помещений по телефонной линии

Рис. 1.20 Внешний вид и схема подключения устройства "Бокс-Т"

Рис. 1.20 Внешний вид и схема подключения устройства "Бокс-Т"

Рис. 1.21 Схема прослушивания на эффекте "навязывания"

Рис. 1.21 Схема прослушивания на эффекте "навязывания"

1.4. Специальные устройства прослушивания

1.4. Специальные устройства прослушивания

1.4.1. Направленные микрофоны

Обычные микрофоны способны регистрировать человеческую речь на расстоянии, не превышающем нескольких десятков метров. Для увеличения дистанции, на которой можно производить прослушивание, практикуют применение направленного микрофона. Другими словами, это устройство собирает звуки только с одного направления, т.е. обладает узкой диаграммой направленности. Такие устройства широко применяются не только в разведке, но и журналистами, охотниками, спасателями и т.д.

Можно выделить два основных типа направленных микрофонов:

  • с параболическим отражателем;
  • резонансный микрофон.

Микрофон с параболическим отражателем

В микрофоне с параболическим отражателем собственно микрофон расположен в фокусе параболического отражателя звука. Направленный параболический микрофон с усилителем АD-9 концентрирует идущие звуки и усиливает их. Прост в обращении и настройке. В комплект входит микрофон, усилитель, кабель и головные телефоны. Электропитание - от батареи 9 В. Выпускаются несколькй моделей. Общим в конструкции всех этих микрофонов является наличие рукоятки пистолетного типа, параболического отражателя диаметром около 40 см и усилителя. Диапазон воспринимаемых частот составляет от 100-250 Гц до 15-18 кГц. Все микрофоны имеют автономное питание и имеют разъемы для подключения к магнитофону. Острая "игольчатая" диаграмма направленности позволяет при отсутствии помех контролировать человеческую речь на расстоянии до 1200 м. В реальных условиях (в условиях города) можно рассчитывать на дальность до 100 м.

Резонансный микрофон

Резонансный микрофон основан на использовании явления резонанса в металлических трубках разной длины. Например, в одной из модификаций такого микрофона используется набор из 37 трубок длиной от 1 до 92 см. Звуковые волны, приходящие к приемнику по осевому направлению, приходят к микрофону в одинаковой фазе, а с боковых направлений (по причине отличной скорости распространения звуковых волн в металле, а также разной длины трубок) - оказываются сдвинутыми по фазе. Так как подобные устройства на рынке практически не представлены, у авторов нет данных о преимуществах резонансных микрофонов.

С точки зрения скрытого контроля звука применение направленных микрофонов затруднено из-за зачастую неприемлемых их габаритов и источников акустических помех. Кроме того, для того, чтобы не быть прослушанным в автомобиле, достаточно просто поднять стекло.

1.4.2. Лазерные микрофоны

В том случае, если вы подняли стекло в автомобиле или закрыли форточку, может быть использован лазерный микрофон. Первые их образцы были приняты на вооружение американскими спецслужбами еще в 60-е годы. Структурная схема подобного устройства изображена на рис. 1.23.

В качестве примера рассмотрим лазерный микрофон НР-150 фирмы "Hewlett-Packard" с дальностью действия до 1000 м. Он сконструирован на основе гелий-неонового или полупроводникового лазера с длиной волны 0,63 мкм (т.е. в видимом диапазоне;современные устройства используют невидимый ИК диапазон).

Луч лазера, отраженный от стекла помещения, в котором ведутся переговоры, оказывается промодулированным звуковой частотой. Принятый фотоприемником отраженный луч детектируется, звук усиливается и записывается. Приемник и передатчик выполнены раздельно, имеется блок компенсации помех. Вся аппаратура размещена в кейсе и имеет автономное питание. Подобные системы имеют очень высокую стоимость (более 10 тыс.$) и, кроме того, требуют специального обучения персонала и использования компьютерной обработки речи для увеличения дальности.

Существует опытная отечественная система ЛСТ-ЛА2 с дальностью съема менее 100 м и достаточно скромной стоимостью. Следует отметить, что эффективность применения такой системы возрастает с уменьшением освещенности оперативного пространства.

1.4.3. Гидроакустические датчики

Звуковые волны распространяются в воде с очень небольшим затуханием. Гидроакустики ВМФ научились прослушивать шепот в подводных лодках, находящихся на глубине десятков метров. Этот же принцип можно применять, используя жидкость, находящуюся в системах водоснабжения и канализации. Такую информацию можно перехватывать в пределах здания, но радиус прослушивания будет очень сильно зависеть от уровня шумов, особенно в водопроводе.

Предпочтительнее использовать датчик, установленный в батарее отопления. Еще более эффективным будет использование гидроакустического передатчика, установленного в батарее прослушиваемого помещения.

Данных о применении в России подобных устройств в целях коммерческой разведки в настоящее время не имеется.

1.4.4. СВЧ и ИК передатчики

Для повышения скрытности в последние годы стали использовать инфракрасный канал. В качестве передатчика звука от микрофона используется полупроводниковый лазер. В качестве примера рассмотрим устройство ТRМ-1830. Дальность действия днем составляет 150 м, ночью - 400 м, время непрерывной работы - 20 часов. Габариты не превышают 26х22х20 мм. К недостаткам подобной системы можно отнести необходимость прямой видимости между передатчиком и приемником и влияние помех. Самое громкое дело с применением ИК канала - Уотергейт.

Повысить скрытность получения информации можно также с помощью использования канала СВЧ диапазона - более 10 ГГц. Передатчик, выполненный на диоде Ганца, может иметь очень небольшие габариты. В эксперименте, проведенном авторами, обеспечивалась дальность более 100 м. К преимуществам такой системы можно отнести отсутствие помех, простоту и отсутствие в настоящее время эффективных средств контроля. К недостаткам следует отнести необходимость прямой видимости, хотя и в меньшей степени, т.к. СВЧ сигнал может все-таки огибать небольшие препятствия и проходит (с ослаблением) сквозь тонкие диэлектрики, например, шторы на окнах. Данных о применении СВЧ канала в России у авторов не имеется.

1.4.5. Стетоскопы

Стетоскоп представлет собой вибродатчик, усилитель и головные телефоны. Схема применения стетоскопа приведена на рис. 1.24.

Вибродатчик специальной мастикой прикрепляется к стене, потолку и т.п. Размеры датчика, на примере устройства DTI, составляют 2.2х0.8 см, диапазон частот - ЗОО-ЗООО Гц, вес - 126 г, коэффициент усиления - 20000.

С помощью подобных устройств можно осуществлять прослушивание разговора через стены толщиной до 1 м. Стетоскоп может оснащаться проводом, радио или другим каналом передачи информации. Основным преимуществом стетоскопа можно считать трудность обнаружения, т.к. он может устанавливаться в соседних помещениях.

В качестве примера приведем два устройства - SIPE RS и SIPE ОРТО2000, отличающиеся каналом передачи. Микрофон-стетоскоп размером 2хЗ см обеспечивает прослушивание через стены толщиной до 50 см и оконные рамы с двойными стеклами. Мощность передатчика SIPE RS - 20 мВт, дальность - 250 м. Размеры передатчика составляют 44х32х14 мм, масса - 41 г, время непрерывной работы - 90 часов. ИК система SIPE ОРТО 2000 обеспечивает радиус действия 500 м и имеет широкую диаграмму направленности. Существуют стетоскопы, в которых чувствительный элемент, усилитель и радиопередатчик объединены в одном корпусе. Имеющий очень небольшие габариты, радиостетоскоп достаточно прикрепить с помощью специальной липкой массы к стене, полу или потолку в соседнем помещении. В качестве примера такого стетоскопа на рис. 1.25 изображен стетоскоп АД-50.

Этот компактный стетоскоп позволяет не только прослушивать разговоры через стены, оконные рамы, двери, но и передавать информацию по радиоканаду. Имеет высокую чувствительность и обеспечивает хорошую разборчивость речевого сигнала. Рабочая частота составляет 470 МГц. Дальность передачи - до 100 м. Время непрерывной работы - 24 ч, размеры - 40х23 мм Большинством специалистов прогнозируется постоянный рост случаев применения стетоскопов, что прежде всего объясняется удобством применения подобной техники, а также тем, что их чрезвычайно трудно обнаружить.

Рис. 1.23 Схема применения лазерного микрофона

Рис. 1.23 Схема применения лазерного микрофона

Рис. 1.24 Схема применения стетоскопа

Рис. 1.24 Схема применения стетоскопа

Рис. 1.25 Компактный стетоскоп

Рис. 1.25 Компактный стетоскоп

1.5. Системы и устройства видеоконтроля

1.5. Системы и устройства видеоконтроля

1.5.1. Общие сведения

Системы и устройства видеоконтроля получили мощный импульс своего развития в связи с созданием миниатюрных видеокамер и видеомагнитофонов. Если история применения фотокамер в разведке насчитывает 90-100 лет, то применение видеотехники сдерживалось неприемлемыми ее весогабаритными характеристиками. В настоящее время габаpиты видеокамер (без видеомагнитофонов) часто могут быть меньше самых миниатюрных фотокамер. Между тем, применение видеотехники в коммерческой разведке часто дает преимущества, недостижимые с помощью фото- и кинотехники. Прежде всего это то, что с помощью видеотехники легко осуществить запись, передачу на большие расстояния и оперативный анализ зрительной и звуковой информации в реальном масштабе времени.

Достижения миниатюризации в видеотехнике продемонстрированы на рис. 1.26.

Обобщенная структурная схема передающей части системы видеонаблюдения изображена на рис. 1.27.

В упрощенном виде система видеонаблюдения состоит из видеокамеры, видеомагнитофона и (или) передатчика.

1.5.2. Микровидеокамеры

Предлагаемые к реализации и имеющие приемлемые характеристики для целей коммерческой разведки видеокамеры имеют, в основном, импортное происхождение. Отечественные камеры по габаритным характеристикам пригодны пока только для систем видеоконтроля (служебные помещения, видеодомофоны, магазины и т.д.).

Остановимся более подробно на характеристиках некоторых конкретных моделей камер зарубежного производства. Наибольший интерес в данном случае представляет описание бескорпусных видеокамер. На рис. 1.28 изображена бескорпусная черно-белая микровидеокамера.

Объектив и электронная схема управления размещаются на одной плате размером 4.2х4.2 см. Стандартный объектив имеет фокусное расстояние 3,6 мм. С этим объективом камера имеет габариты 4.2х4.2х2.1 см и угол обзора 92°. С точечным объективом габариты составляют 4.2х4.2х1.2 см, угол обзора - 88°.

Независимо от типа объектива, камера имеет следующие характеристики: минимальная освещенность - 0,4 лк, разрешение - 380 линий, питание - 12 В, вес - 12 г.

На рис. 1.29 изображена цветная микровидеокамера VPC-715 (PAL).

Стандартный объектив имеет фокусное расстояние 5,6 мм, угол обзора 56°, разрешение: PAL - 512(H)x582(V). Камера может работать при освещенности до 2,5 лк. Габариты 4.2х8.4хЗ.0 см со стандартным и 4,2х8,4х1,2 см с точечным объективами. Вес - 30 г.

Эти и им подобные камеры могут монтироваться как вместе с объективом, так и с вынесенным объективом. Маскировка может быть самой различной: в розетках электропитания, радиоприемниках, настенных и настольных часах, одежде, очках, датчиках пожарной сигнализации, приборах освещения и т.д.

Мы не приводим рисунки этих видеокамер по той простой причине, что они по внешнему виду ничем не отличаются от обычных.

Видеокамеры могут снабжаться различными сменными объективами. Нужно иметь в виду, что некоторые материалы, применяемые для маскировки объектов (типа "черное стекло"), пропускают только небольшую часть спектра и могут успешно работать при солнечном освещении, при освещении ИК прожектором или обычными лампами накаливания, но их применение невозможно при освещении объекта люминесцентными или галогеновыми лампами.

Представляет интерес описание видеокамеры с передатчиком. Например, это может быть OVS-25-5, изображенная на рис. 1.30. Разрешение этой камеры - 380 линий. Чувствительность - 0,5 лк, объектив с фокусным расстоянием 1,6 мм и автоматической регулировкой диафрагмы. Встроенный передатчик работает в диапазоне 400-500 МГц и имеет мощность 40 мВт. Питание внешнее 12 В, потребляемый ток - 120 мА. Габариты - 3,8х4,5х5,9 см, вес - 120 гр.

1.5.3. Устройства дистанционного управления, видеодетектор движения

Устройство управления служит для наведения камеры на заданный объект, включения-выключения передатчика, видеомагнитофона, инфракрасного осветителя. В самом простом случае это устройство задает скорость и угол сканирования. В качестве примера на рис. 1.31 изображено поворотное устройство OVS-32, управление которым осуществляется с помощью выносного пульта.

Специальное поворотное устройство для видеокамер имеет следующие возможности:

  • Угол поворота автоматического сканирования составляет 180° или задается с помощью пульта управления.
  • Плавная и бесшумная работа поворотного механизма.
  • Возможность крепления на стене с помощью специального кронштейна.

Максимальная нагрузка - 7 кг, габаритные размеры - 146х124 мм, вес - 1,4 кг.

Для миниатюрных камер можно применить, например, устройство РТИ-II, имеющее габариты 6.5хЗ.3 см. Такое устройство изображено на рис. 1.32.

Миниатюрный прибор наведения применяется в помещении. Максимальная нагрузка - не более одного фунта. Предназначен для использования с камерами типа Watec, имеет цилиндрический корпус, угол горизонтального вращения - 350°, скорость вращения регулируется. Угол наклона - 180°, скорость также регулируется. Напряжение питания - 12 В постоянного тока (60 мА).

Более сложные устройства дистанционного управления имеют функции дистанционного включения (например, через нормально-разомкнутое реле). Включение может осуществляться посредством таймера, выключателя беспроводного активатора (например, с использованием радиоканала), дверных контактов, а также детектора движения. В качестве примера такого управляющего устройства можно привести изделие N 92444 производства США. Процессор данного устройства программируется в режиме таймера, ручного управления или дежурном режиме. Имеет генератор времени и даты для фиксации момента совершения записи происшествия, а также позволяет запрограммировать титры из двух строк по 20 знаков. Габариты - 14х18х4 см.

Видеодетектор движения служит для активизации аппаратуры при изменении положения на наблюдаемом объекте.

В качестве примера такого устройства опишем модель N 94501. Этот детектор имеет регулируемую чувствительность, исключает ложные срабатывания при изменении освещенности, возможна автоматическая настройка. Размер изображения регулируется от 5 до 90% от объекта наблюдения, имеется выход для подачи сигнала тревоги.

1.5.4. Инфракрасные осветители

Применение ИК осветителей бывает необходимо при работе в условиях недостаточной видимости, а также в том случае, если для маскировки объектива видеокамеры применены непрозрачные в видимом диапазоне материалы. Инфракрасные осветители могут выпускаться либо отдельно, либо совмещенными с видеокамерами. В качестве примера совмещенного с камерой ИК осветителя можно привести изделие фирмы SANYO - VDC-9212. Эта черно-белая видеокамера может работать в полной темноте. Разрешение - 400 линий, габариты - 10х5 см. Отдельно выполненный ИК осветитель N 91101, использует излучающий элемент на основе галиево-алюминиевого арсенида (GaALAs) со спектром излучения в районе 880 нм, помещенный в алюминиевый корпус. Потребляемый ток - 600 мА. Габариты - 10х5х4.5 см.

1.5.5. Миниатюрные видеомагнитофоны

Самым распространенным режимом видеонаблюдения является режим с одновременной записью на видеомагнитофон. Наиболее широка для этих целей применяются видеомагнитофоны, рассчитанные на работу с 8 мм видеокассетой. Видеомагнитофоны имеют, как правило, функцию дистанционного управления, звук записывается в режиме стерео.

Некоторые модели снабжены видеомонитором. Приведем характеристики некоторых моделей таких видеомагнитофонов. OVS-9 имеет две скорости записи, время записи - до 5 часов. Питание осуществляется от встроенного аккумулятора или внешнего источника питания напряжением 7,5 В. Потребляемая мощность - 4 Вт, габариты - 148х130х62 мм, вес - 670г(рис.1.33).

Модель OVS-9-1 (рис. 1.34) представляет собой видеомагнитофон OVS-9 со встроенным цветным плоским монитором. Монитор удобен при монтаже и настройке скрытых видеокамер, а также для контроля действующих видеосистем и просмотра снятого видеоматериала. Габариты - 150х135х70 мм, вес - 700 г.

1.5.6. Беспроводные линии передачи и приема видеоинформации

Обобщенная схема беспроводной линии передачи и приема видеоинформации представлена на рис. 1.35.

На рис. 1.36 изображены блоки приемника и передатчика линии передачи-приема видеоизображения и звука модели WVL-90.


Рабочая частота комплекта составляет от 904 до 928 МГц. Линия в сосотоянни передавать цветное или черно-белое изображение на расстояние от 300 до 900 м, в зависимости от типа используемой антенны (встроенная плоская антенна или внешняя антенна высокого усиления типа WVLA-902), отношение сигнал/шум не менее 45 дБ. Питание от внешнего источника питания - 10-25 В, потребляемый ток передатчика - не менее 50 мА, приемника - не менее 20 мА. Габариты передатчика - 23х6.Зх9.5 см, приемника - 23х70х12 см.

Коммутатор применяется в случае работы одновременно с несколькими видеосигналами. Он передает сигнал одновременно на видеомагнитофон и (или) монитор. Например, коммутатор модели OVS-31 позволяет выводить на монитор сигналы от 4 до 12 видеокамер. Время показа сигнала регулируемое - от 1 до 20 с. Возможно исключение любой камеры из режима просмотра. Питание от сети, габариты - 6,Ох26,5х24,0 см, - вес 3,3 кг. Характеристики одного из мониторов, используемого в подобных линиях, рассмотрим на примере изделия OVS-27. Разрешение - 850 линий, экран с диагональю 25 см, встроенный динамик, частота горизонтальной развертки - 15,625 Гц (15,750 Гц), частота вертикальной развертки 50 Гц (60 Гц), электропитание от сети, амплитуда входного видео@ сигнала - до 2 В, потребляемая мощность - 30 Вт, габариты - 235х220х250 мм, вес - 6,2 кг.

Рис. 1.26 Микровидеокамера в очках OVS-35

Рис. 1.26 Микровидеокамера в очках OVS-35

Рис. 1.27 Обобщенная структурная схема передающей части системы видеонаблюдения

Рис. 1.27 Обобщенная структурная схема передающей части системы видеонаблюдения

Рис. 1.28 Бескорпусная черно-белая камера VPC-465

Рис. 1.28 Бескорпусная черно-белая камера VPC-465

Рис. 1.29 Цветная микровидеокамера VPC-715 (PAL).

Рис. 1.29 Цветная микровидеокамера VPC-715 (PAL).

Рис. 1.30 Портативный видеомагнитофон OVS-9

Рис. 1.30 Портативный видеомагнитофон OVS-9

Рис. 1.31 Поворотное устройство OVS-32

Рис. 1.31 Поворотное устройство OVS-32

Рис. 1.32 Миниатюрное устройство наведения

Рис. 1.32 Миниатюрное устройство наведения

Рис. 1.33 Портативный видеомагнитофон OVS-9

Рис. 1.33 Портативный видеомагнитофон OVS-9

Рис. 1.34 Видеомагнитофон с цветным монитором OVS-9-1

Рис. 1.34 Видеомагнитофон с цветным монитором OVS-9-1

Рис. 1.35 Обобщенная схема беспроводной линии передачи и приема видеоинформации

Рис. 1.35 Обобщенная схема беспроводной линии передачи и приема видеоинформации

Рис. 1.36 Линия передачи-приема видеоизображения и звука модели WVL-90

Рис. 1.36 Линия передачи-приема видеоизображения и звука модели WVL-90

3. Глава 2. Технические средства защиты объектов

Глава 2. Технические средства защиты объектов

В настоящее время радиолюбительский рынок прочно наводнили устройства, которые используются в системах оповещения и сигнализации. Эти устройства, от самых простых до сложных, собраны, как правило, по стандартным классическим схемам. Данная глава представляет собой обзор широко распространенных радиолюбительских схем устройств, работающих в разрешенных радиолюбительских диапазонах. Проведена попытка классифицировать эти схемы по ряду параметров. Принципиальные схемы сопровождаются описанием их работы и рекомендациями по монтажу и настройке. Все рассматриваемые устройства доступны для повторения начинающими радиолюбителями-конструкторами, не обладающими глубокими теоретическими знаниями в электронике, и могут быть использованы для охраны таких объектов, как дачи, квартиры, офисы, автомобили, контейнеры и т.п. от несанкционированного доступа.

В первом разделе данной главы рассматриваются радиопередающие устройства систем оповещения и сигнализации, позволяющие осуществлять дистанционный акустический контроль охраняемых объектов и использующие в качестве датчиков микрофоны. Возможно использование этих устройств с любыми видами датчиков. В этом разделе приведены описания устройств, как говорят, на все случаи жизни - от простейших и маломощных, работающих в пределах одной квартиры или офиса, до мощных и высокостабильных передатчиков, используемых для охраны дачи или автомобиля, от низкочастотных до высокочастотных, от миниатюрных до крупноразмерых. Этот раздел включает в себя подразделы по вышеперечисленным признакам, поэтому найти описание необходимого устройства не составит большого труда.

Во втором разделе приведены схемы телефонных ретрансляторов, позволяющие использовать общедоступные радиовещательные магнитолы в качестве составной части автоответчиков.

В третьем разделе главы приводятся описания одноканальных систем контроля акустики помещений с дальностью действия от десятков до сотен метров, применяемых для контроля акустики удаленных помещений с целью охраны. Тут же рассмотрены и вибродатчики, способные преобразовывать виброколебания, например, стекла или корпуса автомобиля, и электрические колебания. Чувствительные и узконаправленные микрофоны, используемые для выявления посторонних звуков на территории объектов, можно также использовать для записи голосов птиц н зверей с безопасного расстояния.

В четвертом разделе главы описываются различные радиолюбительские радиоприемные устройства, являющиеся составной частью систем оповещения и сигнализации. Они подразделяются по своему назначению и сложности. Приведены описания приемников, конструктивно выполненных на различной элементной базе, указаны их технические характеристики, даны рекомендации по использованию, монтажу и настройке.

Материал, представленный в данной главе, собран и систематизирован на основе публикаций различных источников, предназначенных для широкого круга читателей. Список используемой литературы представлен в конце книги.

2.1. Радиопередатчики систем оповещения и сигнализации

2.1. Радиопередатчики систем оповещения и сигнализации

2.1.1. Миниатюрные радиопередатчики

2.1.1. Миниатюрные радиопередатчики

Миниатюрный радиопередатчик на туннельном диоде

Среди большого семейства радиопередатчиков можно выделить те устройства, которые имеют простое схемное решение, малое количество деталей и при всем этом обладают достаточно хорошими характеристиками. Схема простого микропередатчика изображена на рис. 2.1.

Основу этого устройства составляет схема высокочастотного генератора на туннельном диоде. Ток, потребляемый генератором от источника питания, составляет примерно 15 мА и зависит от типа туннельного диода. Тип туннельного диода может быть выбран, по усмотрению радиолюбителя, с током потребления не более 10-15 мА (например, диод АИ201А).

Генератор сохраняет свою работоспособность при напряжении источника питания 1 В и выше при соответствующем выборе рабочей точки резистором R2. Дроссель Др1 наматывается на резисторе МЛТ 0,25 проводом ПЭВ 0,1 и содержит 200-300 витков. Чтобы провод не соскакивал с резистора, он периодически смазывается клеем "Момент", БФ-2 или другим. Индуктивность дросселя должна быть 100-200 мкГн. Дроссель может быть заводского изготовления. Катушка колебательного контура L1 выполнена без каркаса и содержит 7 витков провода ПЭВ 1,0 мм. Диаметр катушки 8 мм, длина намотки 13 мм. Катушка связи L2 так же, как и L1I - бескаркасная, намотана проводом ПЭВ 0,35 мм, 3 витка, диаметр катушки 2,5 мм, длина намотки - 4 мм. Катушка L2 располагается внутри катушки колебательного контура L1.

Настройка передатчика сводится к установке рабочей точки туннельного диода путем вращения движка подстроечного резистора R2 до появления устойчивой генерации и подстройке частоты колебаний конденсатором С4. Антенной является отрезок монтажного провода длиной примерно в четверть длины волны. Глубину модуляции можно изменить подбором сопротивления резистора К1. Сигнал этого передатчика можно принимать на телевизионный приемник.

Значительно упростить конструкцию радиомикрофона можно при использовании малогабаритных конденсаторных микрофонов, включаемых непосредственно в колебательный контур высокочастотного генератора. Возможная схема такого передатчика представлена на рис. 2.2.

Как известно, конденсаторный микрофон выполнен в виде развернутого конденсатора с двумя плоскими неподвижными электродами, параллельно которым закреплена мембрана (тонкая фольга, металлизированная диэлектрическая пленка и т. п.), электрически изолированная от неподвижных электродов. Выступая элементом контура, конденсаторный микрофон осуществляет частотную модуляцию. В остальном описание схемы и настройка передатчика аналогичны вышеприведенной схеме.

Мощность излучения вышеприведенных устройств, составляет доля единиц мВт. Соответственно, и радиус действия этих устройств составляет единицы - десятки метров.

Микропередатчик с ЧМ на транзисторе

Схема микропередатчика, выполненного на транзисторе, приведена на рис. 2.3.

Модулирующее напряжение, снимаемое с электретного микрофона МКЭ-3 (МКЭ-333, МКЭ-389, М1-А2 "Сосна"), через конденсатор С1 поступает на базу транзистора VT1, на котором выполнен задающий генератор. Так как управляющее напряжение приложено к базе транзистора VT1, то, изменяя напряжение смещения на переходе база-эмиттер, и, соответственно, емкость цепи база-эмиттер, которая является одной из составных частей колебательного контура задающего генератора, осуществляется частотная модуляция передатчика. Этот контур включает в себя также катушку индуктивности L1, расположенную по высокой частоте между базой транзистора VT1 и массой, и конденсаторами СЗ и С4. Конденсатор С4 включен в цепь обратной связи емкостной трехточки, являясь одним из плеч делителя С6 - С4, с которого и снимается напряжение обратной связи. Емкость конденсатора С4 позволяет регулировать уровень возбуждения. Во избежание влияния шунтирующего резистора R2 в цепи эмиттера транзистора VT1 на колебательный контур, которое может вызвать чрезмерное расширение полосы частот резонансной кривой, последовательно с резистором R2 включен дроссель Др1, блокирующий прохождение токов высокой частоты. Индуктивность этого дросселя должна быть около 20 мкГн. Катушка L1 бескаркасная, диаметром 3 мм намотана проводом ПЭВ 0,35 и содержит 7-8 витков.

Для получения максимально возможной мощности необходимо правильно выбрать генерирующий элемент (транзистор VT1) и установить оптимальный режим работы генератора. Для этого необходимо применять транзисторы, верхняя граничная частота которых должна превышать рабочую частоту генератора не менее чем в 7-8 раз. Этому условию наиболее полно отвечают транзисторы типа n-p-n КТЗ68, хотя можно использовать и более распространенные транзисторы КТЗ15 или КТЗ102.

Миниатюрный радиопередатчик с питанием от батареи для электронных часов

Схема следующего радиопередатчика приведена на рис. 2.4.

Устройство содержит минимум необходимых деталей и питается от батарейки для электронных часов напряжением 1,5 В. При столь малом напряжении питания и потребляемом токе 2-3 мА сигнал этого радиомикрофона может приниматься на удалении до 150 м. Продолжительность работы около 24 ч. Задающий генератор собран на транзисторе VT1 типа КТЗ68, режим работы которого по постоянному току задается резистором R1. Частота колебаний задается контуром в базовой цепи транзистора VT1. Этот контур включает в себя катушку L1, конденсатор СЗ и емкость цепи база-эмиттер транзистора VT1, в коллекторную цепь которого в качестве нагрузки включен контур, состоящий из катушки L2 и конденсаторов С6, С7. Конденсатор С5 включен в цепь обратной связи и позволяет регулировать уровень возбуждения генератора. В автогенераторах подобного типа частотная модуляция производится путем изменения потенциалов выводов генерирующего элемента. В чашем случае управляющее напряжение прикладывается к базе транзистора VT1, изменяя тем самым напряжение смещения на переходе база-эмиттер и, как следствие, изменяя емкость перехода базаэмиттер. Изменение этой емкости приводит к изменению резонансной частоты колебательного контура, что и приводит к появлению частотной модуляции. При использовании УКВ приемника импортного производства требуемая величина максимальной девиации несущей частоты составляет 75 кГц (для отечественного стандарта - 50 кГц) и получается при изменении напряжения звуковой частоты на базе транзистора в диапазоне 10-100 мВ. Именно по этому в данной конструкции не используется модулирующий усилитель звуковой частоты. При использовании электретного микрофона с усилителем, например, МКЭ-З, М1-Б2 "Сосна", уровня сигнала, снимаемого непосредственно с выхода микрофона, оказалось достаточно для получения требуемой девиации частоты радиомикрофона. Конденсатор С1 осуществляет фильтрацию колебаний высокой частоты. Конденсатором С7 можно в небольших пределах изменять значение несущей частоты.

Сигнал в антенну поступает через конденсатор С8,емкость которого специально выбрана малой для уменьшения влияния возмущающих факторов на частоту колебаний генератора. Антенна сделана из провода или металлического прутка длинной 60-100 см. Длину антенны можно уменьшить, если между ней и конденсатором С8 включить удлинительную катушку L3 (на рис. 2.4 не показана). Катушки радиомикрофона бескаркасные, диаметром 2,5 мм, намотаны виток к витку. Катушка L1 имеет 8 витков, катушка L2 - 6 витков, катушка L3 - 15 витков провода ПЭВ 0,3. При настройке устройства добиваются получения максимального сигнала высокой частоты, изменяя индуктивности катушек L1 и L2. Подбором конденсатора С7 можно немного изменять величину несущей частоты, в некоторых случаях его можно исключить совсем.

Микропередатчик со стабилизацией тока.

Схема предлагаемого миниатюрного устройства заметно отличается от приведенных выше. Она проста в настройке и изготовлении, позволяет изменять частоту задающего генератора в широких пределах. Устройство сохраняет работоспособность при величине питающего напряжения млше 1 В. Схема радиопередатчика приведена на рис. 2.5.

Генератор высокой частоты собран по схеме мультивибратора с индуктивной нагрузкой. Изменение частоты колебаний высокой частоты происходит при изменении тока, протекающего через транзисторы VT1, VT2 типа КТЗ68. При изменении тока зменяются параметры проводимости транзисторов и их диффузионные емкости, что позволяет варьировать частоту такого генератора в широких пределах без изменения частотозадающих элементов - катушек L1 и L2. Для повышения стабильности частоты и для возможности управления генератором с целью получения частотной модуляции питание последнего осуществляется через стабилизатор тока.

Стабилизатор и модулирующий усилитель выполнены на электретном микрофоне М1 типа МКЭ-З, М1-Б2 "Сосна" и им подобным. При использовании кондиционных деталей уход несущей частоты при изменении напряжения питания с 1,5 до 12 В не превышает 150 кГц (при средней частоте генератора равной 100 МГц).

В схеме используются бескаркасные катушки L1 и L2 диаметром 2,5 мм. Для диапазона 65-108 МГц катушки содержат по 15 витков провода ПЭВ 0,3. Настройка заключается в подгонке частоты путем изменения индуктивности катушек L1 и L2 (сжатием или растяжением). Рассматриваемый генератор может работать на частотах до 2 ГГц, при использовании транзисторов типа КТЗ86, КТЗ101, КТЗ124 и им подобных и при изменении конструкции контурных катушек.

Микропередатчик с ЧМ в диапазоне частот 80-100 МГц.

Схема сверхмаломощного передатчика диапазона 80-100 МГц с частотной модуляцией представлена на рис. 2.6.

Его выходная мощность 0,5 мВт, потребляемый ток не превышает 2 мА. Питание осуществляется от аккумуляторного элемента напряжением 1,5 В.

Задающий генератор УКВ диапазона выполнен на полевом транзисторе VT1 типа КПЗ13А по схеме индуктивной трехточки с использованием проходной емкости МОП-транзистора. В генератор входят элементы VT1, VD1, L1, L2, С2, R3, а также соединительные и общий провода.

Модулирующий сигнал с выхода микрофона М1 через конденсатор С1 и делитель напряжения R1, R2, R3 поступает на варикапную матрицу VD1 типа KBC111А, изменение емкости которой приводит к частотной модуляции задающего генератора. Делитель напряжения на резисторах R1 и R2 служит для установки рабочей точки варикапа VD1. Катушка L1 - бескаркасная, она состоит из 7 витков провода ПЭВ 0,44 с отводом от 3 витка, считая от заземленного вывода. Внутренний диаметр катушки L1 - 4 мм. Катушка L2 содержит 1 виток того же провода, что и катушка L1. Ее нужно разместить соосно катушке L1 и по возможности ближе к ее заземленному выводу. В качестве антенны используется отрезок монтажного провода длиной 0,8 м, который для компактности может быть скручен в спираль.

Настройка передатчика сводится к установке частоты 88-108 МГц путем изменения индуктивности L1. Частоту настройки контролируют по промышленному приемнику. Транзистор генератора должен иметь ток не менее 1-1,5 мА (при замкнутой накоротко катушке L1).

В заключение хотелось бы отметить, что при увеличении напряжения источника питания до 4,5 В выходная мощность высокочастотного генератора возрастет до 10 мВт. При этом для-сохранения девиации частоты рекомендуется подобрать сопротивление резистора R3.

Рис. 2.1 Миниатюрный радиопередатчик на туннельном диоде

Рис. 2.1 Миниатюрный радиопередатчик на туннельном диоде

Рис. 2.2. Малогабартиный конденсаторный микрофон

Рис. 2.2. Малогабартиный конденсаторный микрофон

Рис. 2.3 Микропередатчик ч астотной модуляцией

Рис. 2.3 Микропередатчик ч астотной модуляцией

Рис. 2.4 Редиопередатчик с питанием от батареи 1,5 В

Рис. 2.4 Редиопередатчик с питанием от батареи 1,5 В

Рис. 2.5 Микропередатчик со стабилизацией тока

Рис. 2.5 Микропередатчик со стабилизацией тока

Рис. 2.6 Микропередатчик с частотной модуляцией

Рис. 2.6 Микропередатчик с частотной модуляцией

2.1.2. Радиопередатчики малой мощности

2.1.2. Радиопередатчики малой мощности

Радиопередатчик с ЧМ в УКВ диапазоне частот 61-73 МГц

Радиопередатчик (рис. 2.7) представляет собой однокаскадный УКВ ЧМ передатчик, работающий в вещательном диапазоне 61-73 МГц. Выходная мощность передатчика при использовании источника питания с напряжением 9-12 В - примерно 20 мВт. Он обеспечивает дальность передачи информации около 150 м при использовании приемника с чувствительностью 10 мкВ.

Режимы транзисторов УЗЧ (VT1) и генератора ВЧ (VT2) по постоянному току задаются резисторами КЗ и R4 соответственно. Напряжение 1,2 В на них и на питание микрофона М1 подается с параметрического стабилизатора на К1, С1, VD1. Поэтому устройство сохраняет свою работоспособность при снижении напряжения питания до 4-5 В. При этом наблюдается уменьшение выходной мощности устройства, а несущая частота изменяется незначительно.

Модулирующий усилитель выполнен на транзисторе VT1 типа КТЗ15. Напряжение звуковой частоты на его вход поступает с электретного микрофона с усилителем М1 типа МКЭ-З и ему подобным. Усиленное напряжение звуковой частоты с коллектора транзистора VT1 поступает на варикап VD2 типа КВ109А через фильтр нижних частот на резистор R5 и конденсатор С5, и резистор R7. Варикап VD1 включен последовательно с подстроечным конденсатором С8 в эмнттерную цепь транзистора VT2. Частота колебаний задающего генератора, выполненного на транзисторе VT2 типа КТЗ15 (КТЗ102, КТЗ68), определяется элементами контура L1, С6, С7 и емкостью С8 и VD1.

Вместо светодиода VD1 типа АЛЗО7 можно использовать любой другой светодиод или три последовательно включенных в прямом направлении диода типа КД522 и им подобных. Катушка L1 бескаркасная, диаметром 8 мм, имеет 6 витков провода ПЭВ 0,8.

При налажнаании передатчик настраивают на свободный участок УКВ ЧМ диапазона сжатием или растяжением витков катушки L1 или подстройкой конденсатора С8. Девиация частоты устанавливается конденсатором С8 по наиболее качественному приему на контрольный приемник. Передатчик можно настроить и на вещательный диапазон УКВ ЧМ (88-108 МГц), для этого необходимо уменьшить число витков L1 до 5 и емкость конденсаторов С6 и С7 до 10 пФ. В качестве антенны используется отрезок провода длинной 60 см. Для уменьшения влияния дестабилизирующих факторов антенну можно подключить через конденсатор емкостью 1-2 пФ.

Радиопередатчик с AM в диапазоне частот 27-28 МГц

Устройство, описанное ниже, представляет собой передатчик, работающий в диапазоне 27-28 МГц с амплитудной модуляцией. Дальность действия до 100 м.

Принципиальная схема устройства приведена на рис. 2.8. Передатчик состоит из генератора высокой частоты, собранного на транзисторе VT2 типа КТЗ15, и однокаскадного усилителя звуковой частоты на транзисторе VT1 типа КТЗ15. На вход последнего через конденсатор С1 поступает звуковой сигнал от микрофона М1 типа "Сосна". Нагрузку усилителя составляют резистор КЗ и генератор высокой частоты, включенный между плюсом источника питания и коллектором транзистора VTI. С усилением сигнала напряжение на коллекторе транзистора VT1 изменяется. Этим сигналом и модулируется амплитуда сигнала несущей частоты генератора передатчика, излучаемая антенной.

В конструкции использованы резисторы МЛТ-0,125, конденсаторы - К10-7В. Вместо транзисторов КТЗ15 можно использовать КТЗ102. Катушка L1 намотана на каркасе из полистирола диаметром 7 мм. Она имеет подстроечный сердечник из феррита 600НН диаметром 2,8 мм и длиной 12 мм. Катушка L1 содержит 8 витков провода ПЭВ 0,15 мм. Намотка - виток к витку. Дроссель Др1 намотан на резисторе МТЛ-0,5 сопротивлением более 100 ком. Обмотка дросселя содержит 80 витков ПЭВ 0,1. В качестве антенны используется стальной упругий провод длиной 20 см.

При настройке частоту устанавливают подстройкой индуктивности катушки L1. После регулировки подстроечный сердечник катушки закрепляется парафином.

Радиопередатчик с ЧМ в диапазоне частот 100-108 МГц

Этот радиомикрофон работает в диапазоне 100-108 МГц с частотной модуляцией. Дальность приема сигнала составляет около 50 м. Питание устройства осуществляется от источника питания от 1,5 до 9 В. Принципиальная схема представлена на рис. 2.9.

Передатчик состоит из однокаскадного усилителя звуковой частоты и однокаскадного генератора высокой частоты. Задающий генератор собран по распространенной схеме. Частота несущей определяется элементами С4, L1, С5 и межэлектродными емкостями транзистора VT2. Модулирующий усилитель выполнен на транзисторе VT1 типа КТЗ15. Усиленный сигнал через конденсатор С2 поступает на эмиттер транзистора VT2 типа КТЗ15. Модулирующее напряжение вызывает изменение емкости перехода база-эмиттер транзистора VT2 и, тем самым, осуществляет частотную модуляцию задающего генератора. Сигнал с генератора через конденсатор С6 поступает в антенну, в качестве которой используется отрезок провода длиной 10-40 см.

Катушка L1 бескаркасная, намотана на оправке диаметром 3 мм и содержит 4 витка провода ПЭВ 0,6 мм, шаг намотки 2 мм.

Настройка радиомикрофона заключается в сжатии или растяжении витков катушки L1 для приема сигнала в свободном от вещательных станций участке УКВ диапазона вещательного приемника.

Рис. 2.7 Радиопередатчик с ЧМ в УКВ диапазоне частот 61-73 МГц

Рис. 2.7 Радиопередатчик с ЧМ в УКВ диапазоне частот 61-73 МГц

Рис. 2.8 Радиопередатчик с амплитудной модуляцией в диапазоне частот 27-28 МГц

Рис. 2.8 Радиопередатчик с амплитудной модуляцией в диапазоне частот 27-28 МГц

Рис. 2.9 Радиопередатчик с частотной модуляциейв диапазоне частот 100-108 МГц

Рис. 2.9 Радиопередатчик с частотной модуляциейв диапазоне частот 100-108 МГц

2.1.3. Радиопередатчики средней мощности

2.1.3. Радиопередатчики средней мощности

Радиопередатчик с широкополосной ЧМ в диапазоне частот 65-108 МГц

Радиомикрофон, принципиальная схема которого приведена на рис. 2.10, работает в диапазоне частот 65-108 МГц с широкополосной частотной модуляцией. Это позволяет принимать сигнал с радиомикрофона на обычный ЧМ приемник этого диапазона. Дальность действия достигает 150-200 м. Продолжительность работы с батареей типа "КРОНА" - около 10 ч.

Низкочастотные колебания с выхода микрофона М1 (типа МКЭ-3, М1-Б2 "Сосна" и им подобных) через конденсатор С1 поступают на усилитель звуковой частоты, выполненный на транзисторе VT1 типа КТЗ15. Усиленный сигнал звуковой частоты, снимаемый с коллектора транзистора VT1, через дроссель Др1 воздействует на варикап VD1 (типа КВ109А), который осуществляет частотную модуляцию радиосигнала, сформированного высокочастотным генератором.

Генератор ВЧ собран на транзисторе VT2 типа КТЗ15. Частота этого генератора зависит от параметров контура L1, СЗ, С4, С5, С6, VD1. Сигнал ВЧ, снимаемый с коллектора транзистора VT2, усиливается усилителем мощности на транзисторе VT3 типа КТЗ61. Усилитель мощности имеет гальваническую связь с задающим генератором. Усиленное высокочастотное напряжение выделяется на дросселе Др2 и поступает на П-образный контур, выполненный на элементах С11, L2, С10. Последний настроен на пропускание основного сигнала п подавление множества гармоник, возникающих на коллекторе транзистора VT3. Радиомикрофон собран на плате размером ЗОх70 мм.

В качестве антенны используется отрезок монтажного провода длиной 25 см. Все детали малогабаритные. Резисторы - типа МЛТ-0,125, конденсаторы - К50-35, КМ, КД. Вместо ваpикаpа VD1 типа КВ109А можно использовать варикапы с другим буквенным индексом иди варикап типа КВ102. Транзисторы могут иметь любой буквенный индекс. Транзисторы VT1 и VT2 можно заменить на КТЗ102, КТЗ68, а транзистор VT3 - на КТЗ26, КТЗ107, КТЗбЗ. Дроссели Др1 и Др2 намотаны на резисторах МЛТ-0,25 сопротивлением более 100 ком проводом ПЭВ 0,1 по 60 витков каждый. Катушки L1 и L2 бескаркасные, диаметром 5 мм. Катушка L1 - 3 витка, катушка L2 - 13 витков провода ПЭВ 0.3.

Настройка сводится к установке частоты задающего генератора, соответствующей свободному участку УКВ ЧМ диапазона, изменением емкости подстроечного конденсатора. Растяжением или сжатием витков катушки L2 настраивается передатчик на максимальную мощность ВЧ сигнала.

Радиопередатчик средней мощности с компактной рамочной антенной

Устройство работает в диапазоне 65-73 МГц с частотной модуляцией. Дальность действия при использовании рамочной компактной антенны составляет около 150 м. Продолжительность работы устройства при использовании батареек "Крона" составляет 30 ч. Принципиальная схем@ радиопередатчика представлена на рис. 2.11.

Низкочастотный сигнал микрофона М1 типа МКЭ-З, "Сосна" и др. усиливается двухкаскадным усилителем низкой частоты с непосредственными связями. Усилитель выполнен на транзисторах VT1 и VT2 типа КТЗ15. Режим работы усилителя устанавливается резистором R2.

Задающий генератор устройства выполнен на транзисторе VT3 типа КТЗ15. Частотозадающий контур подключается к базе транзистора VT3 через конденсатор С6 небольшой емкости. Конденсаторы С8, С9 образуют цепь обратной связи. Контур генератора состоит из индуктивности L1, конденсатора С5 и двух, включенных встречно, диодов типа КД102. Под действием модулирующего напряжения емкости диодов VD1, VK2 изменяются. Таким образом, осуществляется частотная модуляция передатчика. С выхода генератора модулированный .сигнал подается на усилитель мощности. Выходной усилитель выполнен на транзисторе VT4 типа КТЗ15. Он работает с высоким КПД в режиме класса "С". Усиленный сигнал поступает в рамочную антенну, выполненную в виде спирали. Спираль может быть любой формы, важно только, чтобы общая длина провода составляла 85-100 см, диаметр провода 1 мм.

Дроссели Др1, Др2 - любые, с индуктивностью около 30 мкГн. Катушки L1, L2, L3, L4, L5 - бескаркасные, диаметром 10 мм. Катушка L1 имеет 7 витков, L2 и L4 - по 4 витка, L3 и L5 - по 9 витков. Все катушки намотаны проводом ПЭВ 0,8 мм. Настройка передатчика особенностей не имеет.

Радиопередатчик УКВ ЧМ диапазона с дальностью действия 300 м

Этот передатчик при весьма малых размерах позволяет передавать информацию на расстоянии до 300 м. Прием сигнала может вестись на любой приемник УКВ ЧМ диапазона. Для питания может быть использован любой источник питания с напряжением 5-15 В. Схема передатчика приведена на рис. 2.12.

Задающий генератор передатчика выполнен на полевом транзисторе VT2 типа КП 303. Частота генерации определяется элементами L1, С5, С3, VD2. Частотная модуляция осуществляется путем подачи модулирующего напряжения звуковой частоты на варикап VD2 типа КВ109. Рабочая точка варикапа задается напряжением, поступающим через резистор R2 со стабилизатора напряжения. Стабилизатор включает в себя генератор стабильного тока на полевом транзисторе VT1 типа КП103, стабилитрон VD1 типа КС147А и конденсатор С2.

Усилитель мощности выполнен на транзисторе VT3 типа КТЗ68. Режим работы усилителя задается резистором R4. В качестве антенны используется отрезок провода длиной 15-50 см. Дроссели Др1 и Др2 могут быть любые, с индуктивностью 10-150 мГн. Катушки L1 и L2 наматываются на полистироловых каркасах диаметром 5 мм с подстроечными сердечниками 100 ВЧ или 50 ВЧ. Количество витков - 3,5 с отводом от середины, шаг намотки 1 мм, провод ПЭВ 0,5 мм. Вместо транзистора КП 303 можно использовать КП 302, КП 307. Настройка заключается в установке необходимой частоты генератора конденсатором С5, получения максимальной выходной мощности путем подбора сопротивления резистора R4 и подстройке резонансной частоты контура конденсатором С10.

Рис. 2.10 Радиопередатчик с широкополосной частотной модуляцией в диапазоне частот 65-108 МГц

Рис. 2.10  Радиопередатчик с широкополосной частотной модуляцией в диапазоне частот 65-108 МГц

Рис. 2.11 Радиопередатчик средней мощности с компактной рамочной антенной

Рис. 2.11 Радиопередатчик средней мощности с компактной рамочной антенной

Рис. 2.12 Радиопередатчик УКВ ЧМ диапазона с дальностью действия 300 м

Рис. 2.12 Радиопередатчик УКВ ЧМ диапазона с дальностью действия 300 м

2.1.4. Радиопередатчики большой мощности

2.1.4. Радиопередатчики большой мощности

Мощный высокочастотный радиопередатчик с ЧМ в диапазоне частот 65-108 МГц

Устройство (рис. 2.13), описанное ниже, работает в диапазоне 65-108 МГц с частотной модуляцией. Дальность действия около 100 м при использовании компактной антенны. При использовании штыревой антенны дальность может достигать 500-600 м.

Сигнал от электретного микрофона М1 типа МКЭ-3 поступает на двухкаскадный низкочастотный усилитель с непосредственными связями на транзисторах VT1, VT2 типа КТЗ15. Рабочая точка усилителя устанавливается автоматически цепью обратной связи по постоянному току через R5, R6, С3. Усиленный низкочастотный сигнал с коллектора транзистора VT2 через фильтр низкой частоты на элементах R9, С4 и резистор R10 поступает на варикап VD1 типа КВ109, включенный в эмиттерную цепь транзистора VT3 типа КТ904.

Напряжение смещения на варикап VD1 задается коллекторным напряжением транзистора VT2. Однокаскадный ВЧ генератор выполнен на транзисторе VT3. Напряжение смещения на базе этого транзистора задается резистором R11. Транзистор VT3 включен по схеме с общей базой. В его коллекторной цепи включен контур С8, С9, L1. Частота настройки генератора определяется индуктивностью катушки L1 и емкостями С8, С5, VD1. Конденсатор С9 устанавливает глубину обратной связи, а конденсатор С10 согласует контур с антенной.

Все детали передатчика малогабаритные. Дроссель Др1 типа ДПМ 0,1 на 60 мкГн. Его можно заменить на самодельный, намотанный на резисторе МЛТ-0,25 сопротивлением более 100 ком проводом ПЭВ 0.1 100 витков. Катушка L1 - бескаркасная, с внутренним диаметром 8 мм, имеет 7 витков провода ПЭВ 0,8 мм. Компактная катушечная антенна выполнена тем же проводом, ее общая длина составляет 50 см. Катушка имеет диаметр 3 см. Если используется обычная антенна, то это провод или штырь длиной 0,75-1,0 м.

При настройке конденсатором С8 настраивают радиомикрофон на свободный участок УКВ ЧМ диапазона. Конденсаторами С9 и С10 настраивают генератор на максимальную дальность связи. Мощность передатчика составляет около 200 мВт. Если такая мощность не нужна, то ее легко понизить, увеличив вместе с тем срок службы источника питания. Для этого нужно увеличить сопротивление резистора R11 до 68-100 ком и заменить дроссель Др1 на постоянный резистор сопротивлением 180-330 Ом. Так как в этом случае мощность радиомикрофона будет около 10 мВт, то транзистор VT3 можно заменить на КТ315 или КТ3102. Транзисторы VT1, VT2 могут быть заменены на КТ3102, а транзистор VT3 - на КТ606, КТ907.

Для питания устройства используется батарея на 9 В типа "Крона", "Корунд" или аккумулятор 7Д-0,15.

В связи с тем, что мощные высокочастотные генераторы имеют низкую стабильность частоты, что приводит к ухудшению помеховой обстановки в целом, в данной главе более подробно описаны радиопередатчики большой мощности с кварцевой стабилизацией частоты (см. раздел 2.1.7).

Рис. 2.13 Мощный высокочастотный радиопередатчик

Рис. 2.13 Мощный высокочастотный радиопередатчик

2.1.5. Радиопередатчики малой мощности с повышенной стабильностью частоты

2.1.5. Радиопередатчики малой мощности с повышенной стабильностью частоты

Радиопередатчик с узкополосной ЧМ в диапазоне частот 140-150 МГц

Радиопередатчик, схема которого представлена на рис. 2.14, работает в диапазоне 140-150 МГц с узкополосной частотной модуляцией. Девиация частоты - 3 кГц. Частота задающего генератора стабилизирована кварцевым резонатором. В качестве акустического преобразователя используется электретный микрофон М1 с усилителем типа МКЭ-З, "Сосна", МЭК-1, и др. Питание на микрофон поступает через RC-фильтр, состоящий из резистора R1 и конденсатора С1. Напряжение звуковой частоты с выхода микрофона М1 через разделительный конденсатор С2 поступает на вход усилителя звуковой частоты (база транзистора VT1).

Усилитель звуковой частоты собран по двухкаскадной схеме с активными элементами на транзисторах VT1 и VT2 типа КТ315. Он усиливает и ограничивает звуковой сигнал до необходимой амплитуды. Режимы работы транзисторов VT1, VT2 по постоянному току устанавливаются путем подбора сопротивления резистора RЗ.

Заданный режим поддерживается далее автоматически с помощью обратной связи между транзисторами VT1 и VT2. Усиленный и ограниченный сигнал звуковой частоты через RC-фильтр низкой частоты, выполненный на резисторах К6, К8 и конденсаторе С4, поступает на варикап VD1 типа КВ109. Под действием переменного напряжения изменяется емкость варикапа VD1, осуществляя тем самым частотную модуляцию. Постоянное напряжение, снимаемое с коллектора транзистора VT2, задает начальное смещение на варикапе VD1. Задающий генератор выполнен на транзисторе VT3 типа КТЗ68, КТЗ101. Режим транзистора VT3 по постоянному току определяет резистор R9 в его базовой цепи. Кварцевый резонатор ZQ1 используется на частоту 47-49 МГц. Контур в коллекторной цепи транзистора VT3 настроен на частоту третьей гармоники используемого кварцевого резонатора. Высокочастотный сигнал поступает в антенну через конденсатор малой емкости С8. В качестве антенны используется отрезок провода длинной 40-50 см. Катушка L1 наматывается проводом ПЭВ 0,6 мм на корпусе подстроечного конденсатора С7 и содержит 3-4 витка.

Выводы катушки припаиваются к выводам конденсатора. Настройка усилителя звуковой частоты заключается в подборе сопротивления резистора КЗ так, чтобы получить на коллекторе транзистора VT2 напряжение, равное примерно половине напряжения источника питания. Контур L1, С7 настраивается по максимуму излучаемой мощности путем подстройки конденсатора С7.

Радиопередатчик с высокой стабильностью несущей частоты

При использовании кварцевого резонатора с высокой частотой появляется возможность создать простой радиомикрофон с высокой стабильностью несущей частоты. Ниже приведено описание подобного устройства. Радиомикрофон работает в диапазоне 61-74 МГц с частотной модуляцией.

Принципиальная схема передатчика радиопередатчика приведена на рис. 2.15.

Сигнал с микрофона М1 типа МКЭ-3 усиливается двухкаскадным усилителем на транзисторах VT1, VT2 типа КТ315. Задающий генератор выполнен на транзисторе VT3 типа КТЗ68. Частотная модуляция несущей частоты обеспечивается варикапом VD2. Резисторы R6 и R7 в базовой цепи транзистора VT3 определяют его режим по постоянному току.

Конденсатор С9 устанавливает необходимый режим генерации, обеспечивая положительную обратную связь. Стабильность частоты генератора зависит в основном от напряжения питания. Чтобы ее повысить, необходимо использовать стабилизатор на 6-9 В, что приведет к усложнению схемы. Стабилизировать частоту можно и другим способом. Если быть точным, то причина нестабильности несущей частоты определяется в основном колебаниями рабочей точки транзистора VT2 усилителя звукорой частоты при изменении напряжения питания. Положение этой рабочей точки определяет напряжение обратного смещения на варикапе VD2, а значит, и его начальную емкость. Для стабилизации рабочей точки усилителя на транзисторе VT2 в его базовую цепь включен резистор R4, напряжение на который поступает с параметрического стабилизатора, собранного на резисторе R2, светодиоде VD1 и конденсаторе С1. В устройстве использованы постоянные резисторы МЛТ-0,125, конденсаторы типов К50-16 и КМ.

Дроссели Др1, Др2 можно использовать стандартные, например, типа Д-0,1, с индуктивностью 15-30 мкГн или изготовить самостоятельно. Дроссели наматываются на резисторах МЛТ-0,25 сопротивлением более 100 ком и содержат 50-60 витков провода ПЭВ 0,1 мм. Контурная катушка L1 намотана на каркасе диаметром 8 мм и содержит 6 витков провода ПЭВ 0,8 мм. Катушка L2 намотана на том же каркасе и тем же проводом, что и катушка L1. Катушка L2 содержит 3 витка, размещенных на расстоянии 1 мм от витков катушки L1. Антенна выполнена следующим образом: отрезок 50-омного кабеля длиной 10-12 см зачищается от изоляции и удаляется центральная жила. По всей длине отрезка кабеля наматывается виток к витку провод ПЭВ-0,6 - антенна готова. В крайнем случае в качестве антенны можно использовать провод длиной 30-50 см.

Настройку начинают с усилителя звуковой частоты. Изменением сопротивления резистора R4 устанавливают напряжение на коллекторе транзистора VT2, равное половине напряжения источника питания. Емкость конденсатора С9 необходимо подобрать по максимуму тока, потребляемому генератором, а затем резистором К6 установить этот ток около 10 мА.

Рис. 2.14 Радиопередатчик с узкополосной ЧМ в диапазоне частот 140-150 МГц

Рис. 2.14 Радиопередатчик с узкополосной ЧМ в диапазоне частот 140-150 МГц

Рис. 2.15 Принципиальная схема передатчика радиопередатчика в диапазоне 61-74 МГц с частотной модуляцией.

Рис. 2.15 Принципиальная схема передатчика радиопередатчика в диапазоне 61-74 МГц с частотной модуляцией.

2.1.6. Радиопередатчик средней мощности с повышенной стабильностью частоты

2.1.6. Радиопередатчик средней мощности с повышенной стабильностью частоты

Радиопередатчик с высокой стабильностью частоты задающего генератора

Большинство любительских радиопередатчиков выполнены по схемам с колебательным контуром в частотозадающей цепи. При этом они имеют, как правило, один высокочастотный каскад. Этот каскад выполняет одновременно роль задающего генератора и усилителя мощности. Такие схемы при своей простоте и миниатюрности готовой конструкции имеют и свои недостатки. Это большая нестабильность колебаний высокой частоты и маленькая выходная мощность.

Схема, приведенная на рис. 2.16, лишена этих недостатков, т. к. частота задающего генератора предлагаемого устройства стабилизируется кварцевым резонатором и имеет отдельный усилитель мощности. Данное устройство работает в диапазоне УKB ЧМ с частотной модуляцией, т. е. его сигнал может быть принят на любой приемник диапазона 65-108 МГц. Дальность действия составляет около 300 м.

Задающий генератор выполнен на транзисторе VT1 типа КТЗ68. В данной схеме могут быть использованы кварцевые резонаторы на частоты 22-36 МГц. Контур, состоящий из катушки L1 и конденсатора С7 настраивается на третью гармонику кварцевого резонатора.

Предпочтительнее использовать резонатор, настроенный на третью гармонику последовательного резонанса, т. к. при этом легче получить необходимую для нормальной работы приемника девиацию частоты 50 кГц. Кварцевый резонатор подключен к базе транзистора VT1 и варикапу VD1 и работает по осцилляторной схеме, составляя с емкостью С5 и контуром "емкостную трехточку", что обеспечивает высокую стабильность частоты.

Модулирующий усилитель выполнен на операционном усилителе DA1 типа КР1407УД2. На его вход поступает изкочастотный звуковой сигнал от электретного микрофона М1 со встроенным усилителем типа МКЭ-З. Операционный усилитель обеспечивает на выходе неискаженное напряжение звуковой частоты с амплитудой около 3 В, что достаточно, при использовании в качестве модулирующего элемента варикапа типа КВ104А для достижения девиации частоты около 4050 кГц. Режим работы операционного усилителя задается резисторами R1, R4, и R3. Микросхему DA1 можно заменить на К140УД1208, КР140УД608 - в последнем случае резистор R3 можно из схемы исключить. Промодулированный по частоте сигнал с контура задающего генератора L1, С7 через катушку связи L2 поступает на вход усилителя мощности, выполненного на транзисторе VT2 типа КТ610А. Усилитель мощности работает с высоким КПД в режиме класса "С". Он усиливает сигнал до 150 мВт. Поэтому при использовании вместо висячей или штыревая антенны длиной в 1 м катушки L3 диаметром З см (рис. 2.17), содержащей 7 витков провода ПЭВ 0,8, получается эффективность не хуже стандартного варианта с проводом длиной в 1 м и мощностью около ЗОмВт. Такой мощности вполне достаточно для устойчивого приема на расстоянии до 150 м. Длина намотки катушки L3 - 5 см.

В конструкции использованы резисторы МЛТ-0,125 , конденсаторы типа КТ, КД, К50-35. Дроссель Др1 намотан на резисторе МЛТ-0,25 сопротивлением более 100 ком. Он содержит 60 витков провода ПЭВ 0,1 мм. Катушки L1 и L2 намотаны на полистироловом каркасе диаметром 5 мм с латунным подстроечником. Катушка L1 (рис. 2.16) содержит 10 витков провода ПЭВ 0,31 мм, катушка L2 - 5 витков того же провода. Конструкция катушки L3 показана на рис. 2.17.

Настройка низкочастотной части передатчика особенностей не имеет. Передатчик настраивают по общепринятой методике с использованием индикатора напряженности поля и контрольного радиоприемника. Контур С7, L1 настраивают таким образом, чтобы обеспечить устойчивость генерации задающего каскада. При подключении отрезка провода длиной около 1 м к точке А антенны, предварительно отсоединив емкости С10, С11 и L3, по измерительным приборам добиваются выходной мощности передатчика около 150 мВт. Такой мощности достаточно для того, чтобы принимать сигнал на приемник с чувствительностью 5 мкВ/м на расстоянии до 500 мв городских условиях.

Радиопередатчик повышенной мощности без дополнительного усилителя мощности

От предыдущих устройств предлагаемый радиопередатчик отличается конструкцией задающего генератора, позволяющей получить повышенную мощность излучения без использования дополнительного усилителя мощности.

Радиопередатчик (рис.2.18) работает на частоте 27-28 МГц с амплитудной модуляцией. Частота несущей стабилизирована кварцем, что позволяет увеличить дальность связи при использовании приемника с кварцевой стабилизацией частоты. Питается устройство от источника питания напряжением 3-4,5 В. Усилитель звуковой частоты выполнен на транзисторе VT1 типа КТ315. Для питания микрофона и задания режимов по постоянному току транзисторов VTI, VT2, VT3 используется параметрический стабилизатор напряжения на резисторе R2, светодиоде VD1 и конденсаторе С1. Напряжение 1,2 В поступает на электретный микрофон с усилителем М1 типа МКЭ-З, "Сосна" и др. Напряжение звуковой частоты с микрофона М1 через конденсатор С2 поступает на базу транзистора VT1. Режим работы этого транзистора по постоянному току задается резистором R1. Усиленный сигнал звуковой частоты, снимаемый с коллекторной нагрузки транзистора VT1 - резистора R3, через конденсатор СЗ поступает на задающий генератор, осуществляя тем самым амплитудную модуляцию передатчика. Задающий генератор передатчика собран на двух транзисторах VT2 и VT3 типа КТЗ15 и представляет собой двухтактный автогенератор с кварцевой стабилизацией в цепи обратной связи.

Контур, состоящий из катушки L1 и конденсатора С5, настроен на частоту кварцевого резонатора ZQ1. Контур, состоящий из катушки L2 и конденсатора С7, предназначен для согласования антенны и передатчика.

В устройстве применены резисторы МЛТ-0,125. Конденсаторы использованы на напряжение более 6,3 В. Транзистор VT1 можно заменить на любой n-p-n транзистор, например, на КТ3102, КТ312. Транзисторы VT2, VT3 можно заменить на КТ3102, КТ368 с одинаковым коэффициентом передачи по току. Хороший результат можно получить при использовании микросхемы КР159НТ1, представляющей собой пару идентичных транзисторов.

Контурные катушки намотаны на каркасе диаметром 5 мм, имеющем подстроечный сердечник из карбонильного железа диаметром 3,5 мм. Намотка катушек ведется с шагом 1 мм. Катушка L1 имеет 4+4 витка, катушка L2 - 4 витка. Обе катушки намотаны проводом ПЭВ 0,5. Дроссель Др1 имеет индуктивность 20-50 мкГн. В качестве антенны используется провод длиной около 1 м.

В качестве источника питания можно использовать одну плоскую батарею КБС-4,5 В или четыре элемента-типа А316, А336, А343.

Светодиод VD1 типа АЛЗ07 можно заменить любым другим или использовать аналог низковольтного стабилитрона с малым током стабилизации (рис. 2.19).

Настройку передатчика начинают с установки режимов транзисторов VT2 и VT3 по постоянному току. Для этого подключают миллиамперметр в разрыв цепи питания в точке А и подбирают величину сопротивления резистора R4 такой, чтобы ток был равен 40 мА.

Настройку контуров L1, L2, С5, С7 проводят по максимуму ВЧ излучения. Причем грубо на рабочую частоту настраивают конденсаторами, а точнее - сердечником катушки. Подстроечник катушек L1, L2 должен находиться на расстоянии не более чем 3 мм от центра катушек, т. к, в крайних его положениях генерация может срываться из-за нарушения симметрии плеч транзисторов VT2, VT3.

Рис. 2.16 Радиопередатчик, частота задающего генератора которого стабилизирована кварцевым резонатором

Рис. 2.16 Радиопередатчик, частота задающего генератора которого стабилизирована кварцевым резонатором

Рис. 2.17 Конструкций катушки

Рис. 2.17 Конструкций катушки

Рис. 2.18 Радиопередатчик повышенной мощности без дополнительного усилителя мощности

Рис. 2.18 Радиопередатчик повышенной мощности без дополнительного усилителя мощности

Рис. 2.19 Примеры использования различных электронных приборов в качестве опорного элемента параметрического стабилизатора напря

Рис. 2.19 Примеры использования различных электронных приборов в качестве опорного элемента параметрического стабилизатора напря

2.1.7. Радиомикрофоны большой мощности с повышенной стабильностью частоты

2.1.7. Радиомикрофоны большой мощности с повышенной стабильностью частоты

Радиопередатчик с фиксированной частотой задающего генератора

Передатчик работает на фиксированной частоте, определяемой частотой кварцевого резонатора в его задающем генераторе.

Характеристики передающего тракта:

  • несущая частота передачи ......145,68 МГц
  • девиация частоты ........................... 6 кГц
  • номинальная выходная мощность 0,7 Вт
  • напряжение источника питания ........9 В

Принципиальная схема передатчика показана на рис. 2.20.

В данной схеме используется модулирующий усилитель с электретным микpофоном со встpоенныс усилителем. С целью повышения pазбоpчивости речи применяется частотная и амплитудная коррекция низкочастотного сигнала. Сигнал от микрофона поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя DA1. В данной схеме используется однополярное питание. Для того чтобы операционный усилитель мог работать, на этот его вход поступает напряжение смещения, равное половине напряжения питания, создавая среднюю точку двуполярного источника. Напряжение задается резисторами R1, R2, R3.

В цепи обратной связи операционного усилителя включена комбинированная цепь связи по постоянному току. При слабом и нормальном сигнале от микрофона напряжение на выходе операционного усилителя невелико, и диоды VD1 и VD2 закрыты. При превышении выходным сигналом определенного уровня диоды открываются, что приводит к включению в обратной связи дополнительного резистора R5. Коэффициент ООС увеличивается и коэффициент передачи ОУ уменьшается. Таким образом работает компрессор, корректирующий входной сигнал по амплитуде. Кроме того, в цепи ООС включены частотно-зависимые цепи на элементах R6-R8 и С5-С7, которые превращают модуляционный усилитель в активный фильтр и выделяют полосу частот от 450 Гц до 2500 Гц, отфильтровывая нежелательные помехи по низкой и высокой частоте.

С выхода операционного усилителя через фильтрующую цепочку на резисторах R9 и R10 напряжение звуковой частоты поступает на варикапы VD3 и VD4. Напряжение на варикапах изменяется в соответствии с сигналом звуковой частоты, изменяя их емкость.

Варикапы включены последовательно в емкостной делитель в цепи обратной связи кварцевого генератора, и, следовательно, при его возбуждении частота генератора будет изменяться в соответствии с изменением амплитуды звукового сигнала. Задающий генератор выполнен на транзисторе VT1. Кварцевый резонатор включен в цепь базы транзистора и возбуждается на частоте последовательного резонанса.

В данном случае используется резонатор с основной частотой возбуждения 24, 28 МГц. В коллекторном контуре транзистора VT1 выделяется утроенное значение частоты - 72, 84 МГц. Контур L1, С15 настроен на третью гармонику резонатора. С катушкой этого контура индуктивно связан вход парафазного балансного удвоителя частоты, работающего на четных гармониках. Удвоитель выполнен на транзисторах VT2 и VT3, коллекторы которых соединены вместе, а базы подключены к включенным противофазно катушкам L2.1 и L2.2.

Полосовой фильтр на элементах L4, С17 и L3, С19 на выходе удвоителя выделяет напряжение частотой 145,68 МГц, которое с части витков катушки L3 поступает на вход предварительного каскада усилителя мощности на транзисторе VT4. Он работает в режиме А-В с небольшим напряжением смещения, получаемым от параметрического стабилизатора напряжения, выполненного на кремниевом диоде VD7, включенном в прямом направлении (по схеме стабистора). Усиленное напряжение выделяется в коллекторной цепи VT4 и через С25 поступает в антенну. Антенной передатчика служит четвертьволновый вибратор с эквивалентным сопротивлением 75 Ом.

Конденсаторы постоянной емкости могут быть любые типа КМ и КЛ, КТ. В контурах нужно устанавливать конденсаторы с минимальным ТКЕ. Электролитические конденсаторы типа К53-14, но можно использовать и К50-35, и другие малогабаритные. Операционный усилитель можно заменить на К140УД708, К140УД6, КР140УД2, К140УД7, К140УД8 или К140УД12. Вместо транзистора КТ315 можно использовать любой с граничной частотой не менее 300 МГц, например, КТ312, КТ316 или КТ368. Транзистор выходного каскада передатчика КТ610 можно заменить на КТ913, КТ925.

Для катушек индуктивности L1 и L2 передатчика использованы пластмассовые каркасы диаметром 5мм, предназначенные для вертикальной установки (на одном торце имеется прямоугольная площадка для пяти выводов). Каркас имеет подстроечный сердечник из феррита 20ВЧ. При отсутствии такого сердечника можно от него отказаться, и параллельно конденсатору С15 со стороны монтажа припаять подстроечный керамический конденсатор. Катушка L1 имеет 10 витков, L2 - 6-1-6 витков. Использован провод ПЭВ-2 0,31.

Остальные катушки передатчика бескаркасные, они наматываются на оправках, которые затем удаляются. Диаметр всех катушек 5 мм, L3 содержит 1.5+3.5 витков, L4 - 5 витков. Все катушки намотаны проводом ПЭВ-2 1,0 мм. Длина намотки катушек L3 и L5 - 8 мм, L4 - 9 мм. Более точно размеры катушек устанавливаются при настройке.

Настройку передатчика после проверки правильности монтажа начинают с настройки контуров при помощи резонансного волномера. В начале перемещением сердечника L1 добиваются максимальной амплитуды напряжения с частотой 72-73 МГц в контуре L1, С15. Затем последовательно настраивают контуры L4, С17 и L3, С19 по максимуму напряжения 144-146 МГц. Дополнительно при настройке контуров нужно подобрать номинал R12 таким образом, чтобы имелось максимальное выходное напряжение передатчика. Утроитель на VT2 и VT3 балансируют переменным резистором R15 по максимальному подавлению напряжения 72-73 МГц на его выходе. Настройка низкочастотного тракта передатчика сводится только к проверке работоспособности. В небольших пределах частоту несущей передатчика можно изменять подстройкой С9.

Радиопередатчик большой мощности с кварцевой стабилизацией частоты

Рассмотрим схему еще одного радиопередатчика с кварцевой стабилизацией частоты задающего генератора. Принципиальная схема передающего тракта изображена на рис. 2.21.

Основные технические характеристики радиопередатчика следующие:

  • выходная мощность передатчика ................... 0,5 Вт;
  • диапазон звуковых частот по уровню -3 дБ .... 300-3000 Гц;
  • ширина полосы излучения по уровню -30 дБ, не более 11 кГц;
  • девиация частоты при максимальной модуляции около 2.5 кГц;
  • ток потребления, не более..................90 мА;
  • напряжение источника питания ................. 9 В

Сигнал от конденсаторного микрофона со встроенным усилителем (М1) поступает на прямой вход операционного усилителя DA1. К этому входу подключен делитель напряжения на резисторах R2 и R3, который создает половину напряжения питания на этом входе, и таким образом позволяет ОУ работать с однополярным питанием.

Между инвертирующим входом п выходом включена цепь R7, С5, С6, которая создает нужный коэффициент усиления и частотную характеристику усилителя. Этот усилитель работает как компрессор речевого сигнала, сжимая его динамический диапазон за счет каскада на транзисторе VT1. Выходное напряжение ЗЧ усилителя детектируется диодами VD1 и VD2 в постоянное напряжение, отрицательное, которое воздействует на затвор транзистора VT1 и с увеличением уровня звукового сигнала увеличивает сопротивление канала этого транзистора.

В результате шунтирования инвертирующего входа конденсатором С6 изменяется коэффициент отрицательной обратной связи, что приводит к изменению коэффициента усиления ОУ. Выходное напряжение ОУ, равное половине напряжения питания, поступает через резисторы R1 и R12 на катоды варикапов VD3. Модулирующее напряжение ЗЧ изменяется на катоде варикапов относительно этого напряжения смещения.

Варикапная матрица VD3 включена между кварцевым резонатором и общим проводом. Изменение емкости варикапа приводит к некоторому изменению частоты резонатора. В этом процессе играет роль и индуктивность катушки L1.

На транзисторе VT2 выполнен задающий генератор, частота в коллекторном контуре которого определяется включенным резонатором, индуктивностью L1 и емкостью VD3. Контур L2, С13 в коллекторной цепи этого транзистора настроен на середину выбранного диапазона, и на нем выделяется частотно-модулированное напряжение ВЧ с частотой резонатора Q1. Это напряжение через катушку связи L3 поступает на выходной каскад, выполненный на транзисторе VT3. Катушка включена в цепь смещения базы этого транзистора - К17, К18, которая создает рабочую точку выходного каскада. Усиленное и модулированное по частоте напряжение ВЧ выделяется на коллекторе VT3. Затем через ФНЧ и удлинительную катушку это напряжение поступает в антенну. ФНЧ на катушке и и конденсаторах С16 и С17 служит для подавления гармоник и согласования выходного сопротивления каскада на транзисторе VT3 с входным сопротивлением антенны, катушка L5 вводит дополнительную индуктивность в цепь антенны и таким образом увеличивает ее эквивалентную длину, приближая к четвертьволновой. В результате отдача сигнала в антенну увеличивается. Конденсатор С19 исключает выход из строя транзистора VT3 от случайного замыкания антенны с общим проводом или цепью питания.

Все высокочастотные катушки передатчика выполнены на одинаковых каркасах диаметром 7 мм с сердечниками из феррита 100 ВЧ диаметром 2,8 мм. Катушка передатчика L2 имеет 6 витков, L3 - 3 витка, и - 8 витков, L5 - 20 витков провода ПЭВ 0,2. Катушка L1 - дроссель ДМ-0,06 16 мкГн. Настройку передатчика производят традиционным способом, контролируя вырабатываемую им напряженность поля при помощи волномера или ВЧ осциллографа с проволочной рамкой на входе.

Рис. 2.20 Радиопередатчик с фиксированной частотой задающего генератора

Рис. 2.20  Радиопередатчик с фиксированной частотой задающего генератора

Рис. 2.21 Радиопередатчик большой мощности с кварцевой стабилизацией частоты задающего генератора

Рис. 2.21 Радиопередатчик большой мощности с кварцевой стабилизацией частоты задающего генератора

2.1.8. Радиопередатчик с питанием от сети 220 В

2.1.8. Радиопередатчик с питанием от сети 220 В

Радиопередатчик с AM в диапазоне частот 27-30 МГц

Устройство, описанное ниже, работает в диапазоне 27-30 МГц с амплитудной модуляцией несущей частоты. Основное достоинство заключается в том, что оно питается от электросети. Эту же сеть оно использует для излучения сигнала высокой частоты. Приемник принимает сигнал, используя телескопическую антенну или специальный сетевой адаптер. Схема радиопередатчика приведена на рис. 2.22.

Задающий генератор собран на транзисторе VT2 типа КТ315 по традиционной схеме. Для питания микрофона М1 применен параметрический стабилизатор напряжения, собранный на резисторе R1 и светодиоде VD1, включенном в прямом направлении, на аноде которого поддерживается напряжение 1,2-1,4 В. На транзисторе VT1 типа КТЗ15 собран УЗЧ, сигнал с которого модулирует по амплитуде задающий генератор. Постоянное напряжение на коллекторе транзистора VT1 является напряжением смещения для транзистора VT2. Промодулированный ВЧ сигнал с катушки связи L2 через конденсатор С9 поступает в электросеть. В данном случае провода электросети выполняют роль антенны. Источник питания собран по бестрансформаторной схеме. Дроссель Др1 предотвращает проникновение ВЧ колебаний в источник питания. На реактивном сопротивлении конденсатора С8 гасится излишек сетевого напряжения. В отличие от резистора, конденсатор не нагревается и не выделяет тепло, что благоприятно сказывается на режиме работы устройства. Выпрямитель собран на диодах VD3, VD4. Конденсатор С7 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Далее напряжение через параметрический стабилизатор, собранный на резисторе R5 и стабилитроне VD2, поступает для питания радиомикрофона.

Конденсатор С6 уменьшает пульсации выпрямленного напряжения. Такой блок питания обеспечивает стабильную работу радиомикрофона при изменениях сетевого напряжения в интервале от 80 до 260 В. Микрофон М1 - любой малогабаритный конденсаторный микрофон со встроенным усилителем ( МКЭ-З , М1-Б, "Сосна" и др.). Конденсаторы С8 и С9 должны быть рассчитаны на рабочее напряжение не менее 250 В. Дроссель Др1 типа ДПМ-0,1 номиналом 50-90 мкГн. Дроссель Др1 может быть изготовлен самостоятельно. Он содержит 100-150 витков провода ПЭВ 0,1 мм на стандартном ферритовом сердечнике диаметром 2,8 мм и длиной 14 мм (длина сердечника может быть уменьшена в 2 раза). Катушки L1 и L2 намотаны на стандартных ферритовых стержнях диаметром 2,8 мм и длинной 14 мм проводом ПЭВ 0,23. Катушка L1 - 14 витков, L2 - 3 витка поверх и.

Транзистор VT2 может быть заменен на КТЗ102 или КТЗ68. Светодиод VD1 - на любой светодиод. Диоды VD3, VD4 заменяются на КД105 нли другие на напряжение не ниже 300 В. Конденсаторы С6 и С7 могут быть большей емкости и на большее рабочее напряжение, они должны иметь минимальную утечку. Стабилитрон VD1 может быть заменен на любой стабилитрон с напряжением стабилизации 8-12 В.

Схема сетевого адаптера представлена на рис. 2.23.

Конденсатор С1 исключает проникновение напряжения сети в катушку L1 и на вход используемого приемника. Катушки L2, L3, L4 и конденсаторы С2, СЗ, С4 образуют двухконтурный ФСС. С катушки L4 отфильтрованный сигнал поступает на вход приемника.

Катушки L1, L2, L3, L4 намотаны на каркасах от КБ катушек переносных радиоприемников. Катушка L1 имеет 2 витка, L2 - 14 витков, L3 - 14 витков, L4 - 5 витков. Все катушки намотаны проводом ПЭВ 0,23. Конденсатор С1 - на напряжение не ниже 250В, конденсаторы С2 и С4 - подстроечные.

Настройку устройства следует начинать с проверки напряжения питания. Для этого необходимо сделать разрыв в точке А. Напряжение на конденсаторе С6 должно быть 9 В. Если напряжение отличается от указанного, следует проверить исправность элементов блока питания Др1, С8, VD3, VD4, С7, К5, VD2, С6.

При исправном блоке питания следует восстановить соединение и точке А и подбором сопротивления резистора R2 установить напряжение на базе транзистора VT2 равным 3,5 В. Дальнейшая настройка сводится к установке несущей частоты подстройкой контура перемещением сердечника катушек L1, L2. Настроенную схему нужно залить эпоксидной смолой, предварительно отгородив микрофон.

Настройка адаптера сводится к настройке контуров L2, С2 и L3, С4 на частоту передатчика.

ВНИМАНИЕ! При настройке и эксплуатации устройств с бестрансформаторным питанием от сети переменного тока необходимо соблюдать правила и меры безопасности, т. к, элементы устройств находятся под напряжением 220 В.

Радиопередатчик с ЧМ в диапазоне частот 1-30 МГц

Устройство, описанное ниже, может работать в диапазоне 1-30 МГц с частотной модуляцией. Для питания радиопередатчика используется электросеть 220 В. Эта же сеть используется устройством в качестве антенны. Схема радиопередатчика приведена на рис. 2.24.

Блок питания устройства собран по бестрансформаторной схеме. Напряжение сети 220 В поступает на дроссели Др1, Др2 и гасящий конденсатор С2, на котором гасится излишек напряжения. Переменное напряжение выпрямляется мостом VD1, нагрузкой которого является стабилитрон VD2 типа КС510. Пульсации напряжения сглаживаются конденсатором С3.

Модулирующий усилитель выполнен на транзисторе VT1 типа КТ315. Сигнал звуковой частоты поступает на базу этого транзистора с электретного микрофона с усилителем М1 типа МКЭ-3 или М1-Б2 "Сосна". Усиленное напряжение звуковой частоты через резистор R2 поступает на варикап VD3 типа KB109A, изменение емкости которого позволяет осуществлять частотную модуляцию.

Задающий генератор выполнен по схеме индуктивной трехточки на транзисторе VT2 типа КТЗ15. Частота генератора определяется элементами колебательного контура L1, С5, С4, VD3. Обратная связь осуществляется через конденсатор С7.

Режимы транзисторов VT1 и VT2 по постоянному току регулируются резисторами К5 и R4 соответственно. Напряжения смещения транзисторов VT1 и VT2 формируются этими резисторами и параметрическим стабилизатором, выполненным на резисторе R3, светодиоде VD4 типа АЛ307 и конденсаторе С8. Этим достигается более высокая стабильность частоты, чем при обычном включении.

Напряжение высокой частоты, промодулированное по частоте звуковым сигналом, с катушки связи L2 поступает в сеть 220 В через разделительный конденсатор С1. Конденсатор С1 уменьшает влияние напряжения сети на задающий генератор. Дроссели Др1 и Др2 исключают проникновение напряжения высокой частоты по цепям питания.

Дроссели Др1 и Др2 намотаны на ферритовых стержнях и содержат по 100 витков провода ПЭВ 0,1 мм каждый. Катушки L1 и L2 намотаны на каркасе диаметром 5 мм с подстроечным сердечником. Для диапазона 27 МГц катушка L1 имеет 10 витков с отводом от середины, намотанных проводом ПЭВ 0,3 мм. Катушка связи L2 имеет 2 витка того же провода.

Конденсаторы С1 и С2 должны быть рассчитаны на рабочее напряжение не ниже 250 В. Диодная сборка КЦ407 может быть заменена на четыре диода КД105, КД102. Вместо стабилитрона VD2 можно использовать любой другой с напряжением стабилизации 8-12 В. Светодиод VD4 типа АЛ307 можно заменить на любой светодиод или на два-три кремниевых диода, включенных в прямом направлении. При использовании кондиционных деталей и правильном монтаже настройка заключается в подстройке частоты задающего генератора конденсатором С5.

ВНИМАНИЕ! При настройке и эксплуатации устройств с бестрансформаторным питанием от сети переменного тока необходимо соблюдать правила и меры безопасности, т. к, элементы этих устройств находятся под напряжением 220В.

Сетевой низкочастотный радиопередатчик

Вышеприведенные устройства излучают высокочастотные колебания в сеть, используя провода сети в качестве антенны. Но есть и устройства, которые работают в низкочастотном диапазоне (50-300 кГц) и также использующие в качестве канала связи - электросеть или телефонную линию. Такие радиопередатчики имеют повышенную скрытность, так как практически не излучают сигналы в окружающее пространство. Примером передачи сигналов в низкочастотном диапазоне может служить трехпрограммное проводное вещание, где 2 и 3 программы передаются на частотах 78 кГц и 120 кГц соответственно с использованием амплитудной модуляции. Приборы, питающиеся от сети переменного тока, могут длительное время передавать по ней информацию в любую точку здания и даже за его пределы.

Схема одного из таких устройств приведена на рис. 2.25.

Для передачи информации используется частотная модуляция и несущая частота, равная 95 кГц. Устройство питается от сети через бестрансформаторный блок питания. Излишек напряжения сети гасится конденсатором С1. Пониженное напряжение выпрямляется диодным мостом VD1 типа КЦ407. Резистор RЗ и конденсатор С4 образуют сглаживающий фильтр, предотвращающий проникновение колебаний несущей частоты в цепи питания устройства. Напряжение ограничивается до необходимой величины стабилитроном VD2 типа КС520. Данное напряжение используется для питания усилителя мощности. Напряжение, снимаемое с параметрического стабилизатора на резисторе R6, стабилитроне VD3 и конденсаторе С7, используется для питания устройства.

Сигнал звуковой частоты, снимаемый с микрофона М1 типа М1-Б2 "Сосна", усиливается однокаскадным усилителем на транзисторе VT2 типа КТ315.

ЧМ модулятор представляет собой управляемый напряжением генератор прямоугольных импульсов. Собран он на микросхеме DD1 типа К561ЛА7. Начальную (при отсутствии напряжения звуковой частоты) частоту следования импульсов генератора устанавливают равной 95 кГц при помощи подстроечного резистора R10. При поступлении напряжения ЗЧ с делителя R9, R10 частота следования импульсов генератора начинает изменяться, т. е. модулируется напряжением ЗЧ. Модулированные колебания поступают на усилитель мощности, собранный на транзисторе VT1 типа КТ315. Нагрузкой этого транзистора служит трансформатор Т1. Первичная обмотка трансформатора совместно с конденсатором С2 образуют колебательный контур, настроенный на частоту несущей. В этом колебательном контуре прямоугольные импульсы преобразуются в синусоидальный сигнал, что исключает появление побочных гармоник в выходном сигнале. С обмотки 2 трансформатора Т1 сигнал несущей частоты через конденсаторы С1 и С3 поступает в сеть 220 В переменного тока. Такой сигнал необходимо принимать на специальный приемник (см. далее).

В устройстве использованы резисторы типа МЛТ-0,125. Резистор R10 любой малогабаритный. Конденсаторы С1 и СЗ должны быть рассчитаны на рабочее напряжение не ниже 250 В. Стабилитроны VD2 и VD3 могут иметь напряжение стабилизации 18-24 В и 6-12 В, соответственно. Микросхема DD1 может быть заменена на К176ЛА7, К564ЛА7, К1561ЛА7.

Трансформатор Т1 намотан на кольцевом ферритовом сердечнике К12х7хЗ мм марки 600НН. Первичная обмотка содержит 100 витков провода ПЭВ 0,1, вторичная обмотка - 20 витков провода в изоляции диаметром 0,15-0,3 мм. Сердечник трансформатора изолируется лакотканью или фторопластом. Обмотки также разделяются слоем изоляции.

Настройку лучше начинать с использованием источника постоянного напряжения 30 В, плюсовой провод которого подключают к точке А (устройство к сети не подключено!). Проверяют напряжение на стабилитронах VD2 и VD3. Затем закорачивают базу транзистора VT2 на общий провод и подбором сопротивления резистора R10 устанавливают частоту генератора на микросхеме DD1 равной 95 кГц (контролируется осциллографом или частотомером на резисторе R2).

Подбором конденсатора С2 добиваются получения неискаженной синусоиды на коллекторе транзистора VT1. После этого снимают перемычку с базы транзистора VT2 и убеждаются в наличии частотной модуляции.

ВНИМАНИЕ! При настройке и эксплуатации устройств с бестрансформаторным питанием от сети переменного тока необходимо соблюдать правила и меры безопасности, т. к, элементы этих устройств находятся под напряжением 220 В.

2-22.gif

2-22.gif

2-23.gif

2-23.gif

2-24.gif

2-24.gif

2-25.gif

2-25.gif

2.2. Телефонные ретрансляторы

2.2. Телефонные ретрансляторы

Телефонный радиоретранслятор с AM в диапазоне частот 27-28 МГц

Устройство, схема которого приведена ниже, представляет собой телефонный радиоретранслятор. Последний позволяет прослушивать телефонный разговор на радиоприемник диапазона 27-28 МГц с амплитуднои модуляцией. Принципиальная схема этого устройства изображена на рис. 2.26.

Устройство представляет собой маломощный однокаскадный передатчик с амплитудной модуляцией и кварцевой стабилизацией несущей частоты.

Задающий генератор выполнен по традиционной схеме на транзисторе VT1 типа КТЗ15. Режим транзистора по постоянному току задается резисторами R2 и R3. Кварцевый резонатор ZQ1 включен между коллектором и базой транзистора VT1. Он может быть любым, на одну из частот диапазона 27-28 МГц. Контур, состоящий из катушки L2 и конденсатора СЗ, настроен на частоту кварцевого резонатора. С катушки связи L1 сигнал поступает в антенну, в качестве которой используются телефонные провода.

Дроссель Др1 служит для разделения высокочастотного и низкочастотного сигналов. Диод VD1 предохраняет устройство от выхода из строя в случае неправильного подключения. Схема подключения устройства представлена на рис. 2.27.

Передатчик подключается параллельно телефонной трубке. Когда трубка положена на рычаг, разговорный узел отключен от линии. Подключена к линии в этот момент только цепь вызывного устройства. Таким образом, до тех пор пока трубка не снята, напряжение питания на передатчик не поступает. Как только трубку снимают, к линии подключается разговорная часть. Во время разговора ток через разговорную часть меняется синхронно с речью, соответственно изменяется и напряжение в точках +Л1 и -Л1.

Изменение напряжения питания приводит к соответствующему изменению амплитуды генерируемых высокочастотных колебаний, т. е. имеет место амплитудная модуляция. В результате разговор можно слушать на расстоянии до 50 м на приемник диапазона 27-28 МГц, работающий на прием AM сигнала.

Транзистор VT1 может быть типа КТ316, КТ3102, КТ368. Диод VD1 - КД521, КД510, Д220. Дроссель Др.1 намотан на ферритовом стержне марки 600НН диаметром 2.8 мм и длиной 14 мм, он содержит 150-200 витков провода ПЭВ 0,1 мм.

Катушки L1 и L2 намотаны на полистироловом каркасе от KB приемников диаметром 8 мм с надстроечным сердечником. Катушка L2 содержит 12 витков провода ПЭВ 0,31. Катушка связи L1 наматываетя поверх катушки L2 и содержит 3 витка того же провода.

Настройка устройства осуществляется путем настройки контура L2, СЗ на несущую частоту. При подключении следует учитывать полярность напряжения линии.

Телефонный ретранслятор УКВ диапазона с ЧМ

Устройство, описанное ниже, имеет сходство с предыдущим по способу подсоединения к телефонной линии. Устройство представляет собой маломощный передатчик, работающий в диапазоне УКВ ЧМ с использованием частотной модуляции. Дальность действия передатчика около 100 м. Принципиальная схема устройства представлена на рис. 2.28.

Особенность схемы состоит в том, что передатчик, собранный на транзисторе VT1 типа КТЗ15, питается от телефонной линии, используя ее в качестве антенны, а частотная модуляция осуществляется путем изменения емкостей переходов этого транзистора при изменении питающего напряжения.

Задающий генератор выполнен на транзисторе VT1 по схеме с общей базой. Напряжение обратной связи поступает на его эмиттер с делителя, состоящего из конденсаторов С2 и С3. Частоту задающего генератора определяют конденсаторы С2, С3, катушка L1 и межэлектродные емкости транзистора VT1. С коллектора транзистора VT1 сигнал через конденсатор С1 поступает в линию, провод которой используется в качестве антенны. Дроссель Др1 служит для разделения ВЧ и НЧ составляющих сигналов.

Подключение данного устройства к линии аналогично подключению устройства, описанного выше (см. рис. 2.27).

Катушка L1 бескаркасная, диаметром 4 мм, содержит 6-7 витков провода ПЭВ 0,3. Дроссель Др1 индуктивностью не менее 30 мкГн типа ДПМ 0.1.

Настройка передатчика заключается в подборе сопротивления резисторов R2 или R3 для получения максимального излучения. Контур передатчика настраивают растяжением или сжатием витков катушки L1 на свободный участок УКВ ЧМ диапазона.

Телефонный ретранслятор с питанием от телефонной линии

Устройство, схема которого представлена ниже, представляет собой УКВ ЧМ передатчик в радиовещательном диапазоне частот. Питается оно от телефонной линии и имеет выходную мощность около 20 мВт. Основное отличие этого устройства от описанных выше заключается в способе подсоединения к телефонной линии. В данном случае устройство подключается в разрыв одного из проводов линии в любом месте по всей длине кабеля. Принципиальная схема радиоретранслятора представлена на рис. 2.29.

Резистор R1 включается в разрыв одного из проводов телефонной сети. При снятии трубки телефонного аппарата в цепи появляется ток, который, в зависимости от типа аппарата и состояния линии, находится в пределах 10-35 мА. Этот ток, протекая через резистор R1, вызывает на нем падение напряжения порядка 4-25 В. Напряжение поступает на выпрямительную диодную сборку типа КЦ407, благодаря которой устройство может подключаться в линию без соблюдения полярности. Высокочастотная часть схемы запитывается от параметрического стабилизатора, собранного на резисторе R3, стабилитроне VD3 типа КС191 и конденсаторе С7. Стабилизатор ограничивает излишек напряжения, поступающего с диодной сборки VD1.

Задающий генератор выполнен на транзисторе VT1 типа КТ315. Работа такого генератора подробно была описана в разделе 2.2. Частотная модуляция осуществляется путем изменения емкости варикапа VD2 типа КВ109А. Модулирующее напряжение поступает из линии через последовательно включенные резистор R2 и конденсатор С1. Первый ограничивает уровень низкочастотного сигнала, второй - исключает проникновение постоянного напряжения линии в цепь модулятора.

Частотно-модулированный сигнал с катушки связи L2 поступает в антенну, в качестве которой используется отрезок монтажного провода длиной, равной четверти длины волны, на которой работает передатчик.

Транзистор VT1 можно заменить на КТ3102, КТ368. Диодную сборку VD1 можно заменить на четыре диода КД102 или КД103. Стабилитрон VD3 можно использовать любой с напряжением стабилизации 6,8-10 В. Конденсатор С7 должен быть рассчитан на рабочее напряжение, большее напряжения стабилизации VD3. Катушка L1 намотана на корпусе подстроечного конденсатора С5 и содержит 7 витков провода ПЭВ 0,31 мм. Катушка L2 намотана поверх катушки L1 тем же проводом - 2 витка.

При настройке конденсаторы С3 и С5 подстраивают так, чтобы в нужном диапазоне (65-108 МГц) передавался сигнал максимально возможной мощности. Дальность действия собранного радиоретранслятора в зависимости от условий приема составляет 30-150 м.

Телефонный радиоретранслятор с ЧМ на одном транзисторе

Нижеприведенная схема имеет много общего со схемой, представленной на рис. 2.29. Основное отличие состоит в том, что частотная модуляция осуществляется не варикапом, а путем изменения параметров транзистора в зависимости от протекающего тока. Радиоретранслятор работает в диапазоне частот 65- 108 МГц и обеспечивает дальность передачи до 200 м. Принципиальная схема передатчика представлена на рис. 2.30.

Задающий генератор выполнен на транзисторе VT1 типа КТ315. Частота генератора определяется параметрами колебательного контура - индуктивностью катушки L1 и емкостью конденсатора С3.

Конденсатор С4 обеспечивает оптимальные условия возбуждения генератора. Дроссели Др1 н Др2 разделяют ВЧ и НЧ составляющие сигнала. С коллектора транзистора VT1 сигнал через конденсатор С2 поступает в антенну. В качестве антенны используется отрезок монтажного провода.

В качестве антенны можно использовать и саму линию связи (рис. 2.31). Для этого ВЧ сигнале коллектора транзистора VT1 через конденсаторы С7 и С8 поступает в точки А и В схемы, соответственно. Конденсатор С2 при этом из схемы исключается. Вместо VD1 можно использовать четыре диода типа КД102, КД510, КД522 и др.

Транзистор КТ315 можно заменить на КТ3102, КТ368 и другие высокочастотные. Катушка L1 намотана на корпусе конденсатора С3 и содержит 4 витка провода ПЭВ 0,5 мм. Дроссели любые с индуктивностью 50-100 мкГн. Настройка аналогична настройке схемы на рис. 2.29.

Телефонный радиоретранслятор большой мощности с ЧМ

Передатчик, собранный по схеме, приведенной на рис. 2.32, обеспечивает большую дальность действия - до З00 м.

Работает он в диапазоне 65-108 МГц с частотной модуляцией. Автогенератор собран по обычной двухтактной схеме на транзисторах VT1 и VT2 типа КТЗ15. Частотная модуляция происходит за счет изменения напряжения в линии и, как следствие, изменения напряжения на базах транзисторов VT1 и VT2. Частота задается параметрами контура L1, С5. При изменении емкости конденсатора С5 в пределах от 8 до 30 пФ диапазон возможного изменения частоты генератора составляет от 65 до 108 МГц, при постоянной индуктивности катушки L1. Дроссель Др1 - любой индуктивности в диапазоне от 50 до 100 мкГн. Катушка L1 наматывается на корпусе подстроечного конденсатора С5 и содержит 4 витка провода ПЭВ 0,5 мм с отводом от середины. Катушка L2 намотана поверх L1 и имеет 2 витка того же провода. В качестве транзисторов VT1, VT2 можно использовать любые высокочастотные транзисторы. Стабилитрон VD2 - на напряжение 6-12 В. От него зависит мощность и диапазон девиации частоты передатчика.

Настройка производится при занятой телефонной линии путем подстройки контура L1, С5.

Радиомикрофон-радиоретранслятор с питанием от телефонной линии

Существуют радиоретрансляторы, которые позволяют прослушивать не только телефонный разговор при снятой трубке, но и разговор в помещении, где они установлены, при положенной трубке. Эти устройства маломощные, т.к. используют питание от линии и не могут потреблять ток более 1 мА. Принципиальная схема такого устройства представлена на рис. 2.33.

Выпрямительный мост VD1 типа КЦ407 подключается параллельно телефонной линии независимо от полярности напряжения в линии. Напряжение в линии при положенной трубке имеет значение около 60 В. Это напряжение прикладывается к блоку питания, который выполнен на микросхеме DA1, резисторе R1, конденсаторе С1 и транзисторах VT1 и VT2. Микросхема DA1 типа КЖ101 представляет собой стабилизатор тока, работающий при напряжениях 1,8-120 В.

Падение напряжения при протекании стабильного тока через нагрузку во время заряда конденсатора С1 ограничено аналогом низковольтного стабилитрона, собранного на транзисторах VT1 и VT2. При положенной трубке устройство работает как радиомикрофон.

Описание схемы радиомикрофона и его настройка приведены в разделе 2.1. При снятой трубке незначительное изменение тока, протекающего через нагрузку - радиомикрофон, вызывает изменение рабочей точки транзистора VT3 и, тем самым, осуществляет частотную модуляцию радиомикрофона .

Транзисторы VT1 и VT2 можно заменить на КТ315 и КТ361 соответственно. Конденсатор С1 с минимальным током утечки.

Настройка источника питания сводится к установке резистором R1 тока, протекающего через нагрузку. Ток в точке А не должен превышать 1,5 мА.

2-26.gif

2-26.gif

2-27.gif

2-27.gif

2-28.gif

2-28.gif

2-29.gif

2-29.gif

2-30.gif

2-30.gif

2-31.gif

2-31.gif

2-32.gif

2-32.gif

2-33.gif

2-33.gif

2.3. Акустические микрофоны и преобразователи

2.3. Акустические микрофоны и преобразователи

Микрофоны, как известно, преобразуют энергию звукового сигнала в электрический сигнал. В совокупности со специальными усилителями и фильтрующими элементами они могут быть использованы в качестве устройств, позволяющих получать необходимую информацию. Для этого, например, может быть создана скрытая проводная линия связи, обнаружить которую можно лишь физическим поиском, либо проводя контрольные измерения сигналов во всех проводах, имеющихся в помещении. Естественно, что методы радиоконтроля, эффективные для поиска радиопередатчиков, в данном случае не имеют смысла.

Кроме перехвата непосредственно звуковых колебаний, некоторые микрофоны, так называемые микрофоны-стетоскопы, могут очень хорошо воспринимать разнообразные звуки, распространяющиеся по строительным конструкциям здания. Их используют для прослушивания помещений сквозь стены, двери, открытые окна и форточки.

Для получения информации, идущей только с одного направления, используются узконаправленные микрофоны. В простейших из них узкая диаграмма направленности формируется за счет использования длинной трубки и микрофона, установленного в ней. Трубка маскируется под трость или зонт. В более сложных конструкциях могут использоваться несколько трубок различной длины - это так называемый микрофон органного типа. Такой микрофон способен улавливать звуки голоса на расстоянии до 1000 метров. Высокую направленность имеют также микрофоны, в которых диаграмма направленности формируется параболическим концетратором звука. Ниже приведены схемы и описания некоторых конкретных устройств.

Чувствительный микрофон с усилителем на малошумящих транзисторах

Конструирование чувствительных усилителей для прослушивания речи имеет свои особенности. Одна из практических схем микрофонного усилителя приведена на рис. 2.34.

Это устройство содержит двухкаскадный усилитель низкой частоты на малошумящих транзисторах VT1 и VT2, корректирующий фильтр на транзисторе VT3 и оконечный усилитель, собранный по двухтактной бестрансформаторной схеме, на транзисторах VT4-VT6. Акустическое усиление сигнала звуковой частоты, приведенным устройством составляет 85 дБ, начальный ток потребления - 1,8 мА, полоса усиливаемых частот - от 0,3 до 3 кГц, максимальный выходной уровень сигнала - 124 дБ.

Сигнал с микрофона М1 типа "Сосна" через конденсатор С1 поступает на базу транзистора VT1. Поскольку чувствительность усилителя звуковой частоты ограничена внутренними шумами транзисторов, то для уменьшения шумов в первых каскадах усилителя использованы малошумящие транзисторы типа КТ3102.

Усилительные каскады на транзисторах VT1 и VT2 охвачены глубокой отрицательной обратной связью, которая позволяет обеспечить устойчивую работу каскадов и более линейную АЧХ. Нагрузкой второго каскада усилителя является перемеяный резистор R3, он же является и регулятором громкости. Сложный RС-фильтр, состоящий из элементов R3, С5, R6, С6, R7, С7 отсекает "шумовые" ВЧ составляющие, принимаемые микрофоном, и оставляет только сигналы в полосе частот до 4 кГц. Этот диапазон обеспечивает наибольшую разборчивость речевой информации.

С выхода фильтра сигнал поступает на оконечный усилитель звуковой частоты, выполненный на транзисторах VT4, VT5 типа КТ315 и транзисторе VT6 типа КТЗ61. Нагрузкой усилителя служит головной телефон типа ТМ-2А или ТЭМ. Резисторы в схеме используются типа МЛТ-0,125. Резистор R3- СПЗ-41 или другой небольших габаритов.

Настройка устройства сводится к подбору сопротивлений резисторов R1 и R16 для установки напряжения в точках А и В равным половине напряжения питания.

Микрофон для обнаружения слабых акустических сигналов на специализированной микросхеме

В отличие от предыдущего устройства, собранного на дискретных элементах, предлагаемое устройство собрано на широко распространенной микросхеме типа К237УН1 и предназначено для обнаружения слабых акустических сигналов. Принципиальная схема устройства приведена на рис. 2.35.

В схеме использован электретный микрофон типа МКЭ-333. Сигнал с микрофона М1 поступает на вход микросхемы DA1 типа К237УН1, которая представляет собой усилитель низкой частоты. Усилитель включен по типовой схеме. Транзисторы VT1 типа КТ315 и VT2 типа КТ361 выполняют роль эмиттерных повторителей и служат для усиления сигнала по току. В качестве нагрузки используется телефон типа ТМ-2А.

Настройка усилителя звуковой частоты заключается в получений максимальной мощности сигнала на выходе микросхемы DA1 путем измене ния сопротивления резистора R3. Сопротивление резистора R3 подбирают таким, чтобы при номинальном напряжении питания 9 В и отсутствии сигнала звуковой частоты на входе микросхемы DA1 потенциал на выводе 1 микросхемы DA1 находился в пределах 3,75-3,85 В.

В случае неустойчивой работы усилителя, его самовозбуждения, необходимо между выходом микрофона М1 и конденсатором С2 включить резистор сопротивлением 2-68 кOм.

Устройство работоспособно в диапазоне питающих напряжений 3-9 В, потребляемый при этом ток составляет 2-6 мА. Вместо микрофона возможно подключение многовитковой катушки индуктивности. Она подключается между точками А и В схемы. Микрофон М1 и резисторы при этом отключаются. В последнем случае возможна регистрация переменных магнитных полей.

Направленный микрофон органного типа

Необходимо помнить, что микрофонный усилитель усиливает звуки, приходящие со всех сторон, и, если соотношение сигнал/шум будет недостаточным, нужно применять пространственные направляющие системы - (направленные микрофоны). В этом случае дистанционное звуковое прослушивание ведется с помощью дистанционно направленных микрофонов, имеющих очень узкую диаграмму направленности. С помощью такого микрофона можно прослушать разговор на расстоянии до 1 км в пределах прямой видимости и имеет место принцип: "поблизости никого нет, но тем не менее вас хорошо прослушивают". Использование явления резонанса звуковых волн в направленных системах приводит к увеличению уровня сигнала зауковой энергии, который поступает в микрофон.

Простой направленный микрофон представляет собой набор из семи алюминиевых трубок диаметром 10 мм. Длина трубки определяет резонансную частоту звукового сигнала. Формула для расчета длины трубок имеет следующий вид:

L = 330/2F,

где L - длина трубки в метрах; F - резонансная частота в герцах.

Исходя из вышеприведенной формулы, можно построить табл. 2.1, где N - номер трубки.

Таблица 2.1. Характеристики трубок направленного микрофона

N


1


2


3


4


5


6


7

L,мм

550

400

300

200

150

100

50

F,Гц

300

412

550

825

1100

1650

3300

 

Вариант размещения избирательной системы, составленной из направленных трубок, приведен на рис. 2.36.

Микрофон располагается в параболическом улавливателе, фокусом которого является направляющая система (рис. 2.37).

Дальнейшее усиление сигнала происходит за счет использования высокочувствительного микрофонного усилителя МУ. Этот направленный микрофон перекрывает диапазон частот от 300 Гц до 3300 Гц, т. е. основной информационный диапазон речевого сигнала.

Если необходимо получить более качественное восприятие речи, то необходимо расширить диапазон принимаемых частот. Это можно сделать путем увеличения количества резонансных трубок, например, до 37 штук. В табл. 2.2 приведены расчетные данные для использования в избирательной системе от 1 до 37 трубок.

Приведенная в табл. 2.2 резонансная система перекрывает диапазон частот от 180 Гц до 8200 Гц. Вариант размещения резонансных трубок приведен на рис. 2.38, где трубки располагаются "улиткой".

Вместо резонансной системы можно использовать параболический рефлектор диаметром от 30 до 80 см.

Таблица 2.2. Расчетные данные для использования в избирательной системе от 1 до 37 трубок

N


1


2


3


4


5


6


7


8


9


10


11


12

L,мм

920

895

870

845

820

792

770

745

720

695

670

645

F,Гц

180

184

190

195

201

208

214

222

229

237

246

256

N

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

L,мм

620

595

570

545

520

495

470

445

420

395

370

345

F,Гц

266

277

290

303

317

333

351

371

393

418

446

478

N


25


26


27


28


29


30


31


32


33


34


35


36


37

L,мм

320

295

270

245

220

195

170

145

120

95

70

45

20

F,Гц

516

560

611

674

750

846

971

1138

1375

1737

2357

3667

8250

 

Выносной микрофон с питанием от линии связи

Дистанционная передача информации возможна при использовании проводных линий связи, которые соединяют выносной чувствительный микрофон и оконечный усилитель. Поскольку выходной сигнал, снимаемый непосредственно с микрофона, имеет небольшую амплитуду, то передавать его по линии связи просто нецелесообразно. Это связано с тем, что на длинных соединительных проводах навалятся разного рода помехи, имеющие зцачительную амплитуду. Чтобы передавать сигнал по этим проводам, его необходимо усилить до некоторой величины. Для усиления сигнала используется чувствительный микрофонный усилитель, расположенный в непосредственной близости с микрофоном. Питание такого усилителя осуществляется по проводам линии связи.

Ниже приведена схема выносного микрофона с питанием от линии связи. В устройстве используется динамический или электромагнитный микрофон. Коэффициент усиления по напряжению усилителя, собранного по схеме рис. 2.39, составляет около 3500.

Передача сигнала может осуществляться на десятки и сотни метров. Сигнал с микрофона М1 поступает на усилитель, собранный на транзисторах VT1, VT2 и VT3. Между выходом и входом усилителя введена отрицательная обратная связь по напряжению, образованная резисторами R1, R2, R3 и конденсатором С1. При этом начальный ток, протекающий через усилитель по цепи плюс источника питания, резистор R7, постоянен и зависит от напряжения источника питания и сопротивления нагрузочного резистора R7. Сигнал, усиленный усилителем, вызывает изменение выходного тока усилителя, что приводит к изменению напряжения на нагрузке. Это напряжение поступает на усилитель звуковой частоты через конденсатор С2.

Усилитель звуковой частоты может быть использован любой. Резистор R6 нужен для согласования внутреннего сопротивления микрофонного усилителя с сопротивлением линии связи. Выпрямительный мост VD1 типа КЦ407 необходим для предотвращения выхода устройства из строя вследствие ошибочного подключения источника питания.

Транзистор VT4, включенный по схеме "аналога" стабилитрона, предотвращает скачки напряжения на усилителе в момент подключения питания. Кроме того, он позволяет получить симметричное ограничение выходного сигнала при перегрузках усилителя, что исключает появление четных гармоник, особенно неприятных для слухового восприятия.

В устройстве используются резисторы типа МЛТ-0,125 (кроме R6 и R7). Транзисторы VT1, VT4 могут быть типа КТ315, КТ312, КТ201, КТ342, КТ3102. Транзистор VT2 - КТ361, КТ345, КТ3107. Транзистор VT3 - КТ608, КТ603, КТ630, КТ626, КТ940. Диодный мост VD1 можно заменить четырьмя диодами типа КД102, КД103.

Настройка сводится к установке необходимого коэффициента усиления путем подбора сопротивления резистора R3. При изменении сопротивления резистора R3 от 0 до 20 ком можно получить коэффициент усиления от 3500 до 10.

Питание усилителя осуществляется от источника постоянного тока напряжением от 12 до 60 В. Ток, протекающий через устройство, не должен выходить за пределы 0,5-60 мА. Его значение устанавливается подбором сопротивления R7.

Если сопротивление обмотки электромагнитного или динамического микрофона М1 по постоянному току менее 600 Ом, то его желательно включить в цепь эмиттера транзистора VT1. В качестве линии связи используется экранированный-или обычный провод. В последнем случае провода желательно свить между собой.

Малогабаритный выносной микрофон с низким питающим напряжением

Схема, приведенная на рис. 2.40, в отличие от описанной выше, работает при более низком питающем напряжении.

Выносная часть устройства имеет малые размеры. Длина соединительного кабеля составляет 15-30 м.

Устройство разделено на две части. Одна из них собрана на транзисторе VT1 типа КТ315 по схеме с общим коллектором, а вторая на транзисторе VT2 по схеме с общим эмиттером. Сигнал, снимаемый с электретного микрофона с усилителем типа МКЭ-3, поступает на базу транзистора VT1. Нагрузкой этого каскада служит резистор R3, расположенный во второй части устройства. Это сопротивление необходимо для обеспечения питания входного каскада на транзисторе VT1 при минимальном количестве соединительных проводов. Сигнал, снимаемый с резистора R3, через конденсатор С3, поступает на усилитель звуковой частоты, собранный на транзисторе VT2 типа КТ315.

Обе части устройства соединены экранированным проводом. Причем, отрицательное напряжение источника питания и сигнал звуковой частоты поступают по центральной жиле провода, а положительное напряжение поступает по оплетке.

В качестве микрофона М1 можно использовать любой электретный микрофон с усилителем. Транзистор VT1 типа КТ315 лучше заменить малошумящим транзистором КТ3102. Резисторы в схеме - типа МЛТ-0,125. В качестве источника питания используется аккумуляторная батарея на напряжение 6-9 В.

Настройка устройства заключается в установке режимов работы транзисторов VT1, VT2 путем подбора сопротивлений резисторов R2 и R4, соответственно. При этом ток коллектора каждого транзистора должен быть 0,1-0,2 мА.

Выносной микрофон с усилителем, обеспечивающим дальность передачи сигнала до 100 метров

Это устройство является улучшенным вариантом предыдущего. Оно позволяет предавать сигнал на расстояние до 100 м. Изменения в предлагаемой схеме касаются микрофонного блока. Схема устройства приведена на рис. 2.41.

Транзистор VT1 типа КТ361, на базу которого через конденсатор С2 поступает сигнал с микрофона М1, вместе с резисторами R2-R4 образует однокаскадный микрофонный усилитель. Транзистор VT2 типа КТ315 является эмиттерным повторителем и выполняет функцию динамической нагрузки первого каскада. Ток, потребляемый микрофонным усилителем, не превышает 0,4-0,5 мА, так что его можно питать от источника питания усилителя звуковой частоты.

Усилитель работоспособен в интервале питающих напряжений 3-9 В. Резисторы устройства применяются типа МЛТ-0,125. Микрофон М1 - любой электретный микрофон со встроенным усилителем. Вместо транзисторов VT1 и VT2 можно использовать транзисторы типа КТ3107 и КТ3102 соответственно.

Настройка усилителя звуковой частоты состоит в установке путем подбора сопротивления резистора R3 возможно большего напряжения выходного сигнала.

Соединение микрофонного блока с основным выполняется экранированным проводом, но возможно использование и обычного провода или провода типа "лапша". При использовании длинного соединительного кабеля наблюдается ухудшение качества воспроизведения сигнала из-за больших наводок на проводах.

Выносной микрофон с питанием от трехпроводной симметричной линии связи

Как уже говорилось ранее, кабели, связывающие микрофон с основным усилителем звуковой частоты, очень часто становятся источником дополнительных шумов. Снижение уровня полезного сигнала, которое, как правило, происходит на соединительном кабеле большой длины, можно компенсировать усилителем звуковой частоты, но при этом одновременно будут усилены и шумы.

В отличие от приведенных выше схем, ниже описана схема устройства с передачей сигнала по симметричной линии. В этом случае шумы на уровне усиленного сигнала маскируются в большей степени.

Принципиальная схема микрофонного усилителя приведена на рис. 2.42.

Сигнал, снимаемый с микрофона М1 типа МКЭ-3, "Сосна", поступает на усилитель, собранный на транзисторе VT1. Коэффициент передачи каскада, выполненного на транзисторе VT1, приблизительно определяется соотношением сопротивлении резисторов R3 и R4. Сигнал, усиленный транзистором VT1, поступает на базу транзистора VT2. А так как фаза сигнала на коллекторе транзистора VT2 противоположна фазе сигнала на эмиттере, то и сигнал, поступающий в линию, тоже противофазный. Входной каскад правой части схемы, собранный на транзисторах VT3, VT4, представляет собой сумматор со сдвигом фазы на 180°. Таким образом, противофазный полезный сигнал складывается в фазе и на выходе образуется полезный сигнал с удвоенной амплитудой. А возникающие одинаковые по фазе шумы и помехи в каждом из проводов линии взаимно уничтожаются в сумматоре. Суммарный сигнал подается на базу транзистора VT5 типа КТ361. Этот каскад имеет коэффициент усиления 4. С нагрузки этого каскада, резистора R12, сигнал подается на оконечный усилитель звуковой частоты или магнитофон.

В устройстве используются резисторы типа МЛТ-0,125. Транзисторы VT1-VT3 могут быть типа КТ315 и КТ342, транзисторы VT4, VT5 - КТ361, КТ3107. В качестве микрофона М1 может быть использован любой электретный микрофон со встроенным усилителем.

Настройка усилителя заключается в подборе сопротивления резистора R7. При этом необходимо контролировать напряжения, указанные на принципиальной схеме.

Для подключения выносного микрофона необходим экранированный кабель с двумя внутренними жилами.

Микрофонный усилитель с дифференциальным входом

Такой недостаток, как питание выносного микрофона по трем проводам, можно устранить. Ниже приведена схема с двухпроводной соединительной линией, имеющая лучшие выходные характеристики, чем выше описанная. За основу взята схема, представленная на рис. 2.41. В качестве предварительного усилителя используется дифференциальный операционный усилитель. Принципиальная схема устройства приведена на рис. 2.43.

Работа выносного микрофона (левая часть схемы) подробно изложена при описании работы схемы рис. 2.41. Остановимся на подробном описании правой части схемы. Основу правой части схемы представляет операционный усилитель DA1 типа КР1407УД2, включенный по схеме дифференциального усилителя. Он представляет собой малощумящпй операционный усилитель с малым током потребления. Схема имеет коэффициент ослабления синфазных входных напряжений около 100 дБ. Это свойство и используется для подавления помех, наводимых в проводах и имеющих синфазный характер. Полезный сигнал и помеха снимаются с нагрузочных резисторов R6 и R7 и через конденсаторы С3 и С4 поступают на инвертирующий и неинвертирующий входы микросхемы DA1 соответственно. Вследствие этого сигнал помехи ослабляется в микросхеме на 100 дБ. Полезный звуковой сигнал усиливается операционным усилителем в 10 раз. Коэффициент усиления сигнала можно изменять путем изменения сопротивления резисторов R8 и R9. Увеличение их номиналов приводит к увеличению коэффициента усиления, определяемого как отношение R8/R4 (R9/R5). Сигнал, усиленный микросхемой, с выхода 6 через конденсатор С6 поступает на основной УЗЧ или магнитофон.

Резисторы R10, R11 и конденсатор С5 создают искусственную среднюю точку, в которой напряжение равно половине напряжения источника питания. Это обусловлено тем, что для питания устройства используется однополярное питание, а для нормальной работы операционного усилителя необходимо двухполярное питание. Резистор R13 устанавливает необходимый ток потребления микросхемы. Микросхему DA1 можно заменить на КР140УД1208. Но возможно и применение любого другого операционного усилителя, включенного по типовой схеме со своими Цепями коррекции. Резистор R13 в этом случае из схемы исключается.

При исправных деталях устройство начинает работать без дополнительных регулировок. Увеличить (уменьшить) усиление можно подбором сопротивлений R8 и R9.

Если левую часть схемы заменить схемой, приведенной на рис. 2.44, а из правой части убрать резисторы R6 и R7, то можно записывать на магнитофон телефонный разговор при снятой телефонной трубке.

Микрофон-стетоскоп

Наряду с узконаправленнымн и проводными выносными микрофонами, существуют устройства, которые регистрируют вибрационные колебания стен, потолков, стекол, вентиляционных шахт и т. л. Эти устройства называются микрофоны-стетоскопы. Они представляют собой довольно сложные устройства. Поэтому ниже описано устройство, которое может служить прообразом микрофона-стетоскопа, и принцип его работы. Принципиальная схема устройства приводится на рис. 2.45.

Усилитель звуковой частоты собран на микросхеме DA1 типа К140УД6. Резисторы R1 и R2 задают режим работы микросхемы. Коэффициент усиления определяется значением сопротивления резистора R3. Транзисторы VT1 типа КТ315 и VT2 типа КТ361 включены по схеме эмиттерных повторителей и усиливают выходной сигнал по току. Нагрузкой усилителя служат головные телефоны ТЭМ-2.

Датчик вибрации делается из пьезокерамической головки В1, снятой со старого проигрывателя. Виброколебания преобразуются пьезадатчиком в электрические и усиливаются усилителем DA1. В качестве пьезодатчика В2 можно применить пьезоизлучатель типа ЗП-1, ЗП-22 и им подобные от электронных часов и игрушек. Они хорошо воспроизводят частоты в диапазоне 800-3000 Гц, что, в основном, перекрывает речевой диапазон частот.

При необходимости можно усилить сигнал до нужной величины, используя дополнительный усилитель звуковой частоты. Сигнал на него поступает с выхода операционного усилителя DA1. Подобный датчик может быть с успехом использован и в качестве датчика охранной сигнализации. В качестве пьезодатчика В1 можно использовать, например, ПЭ-1, ГЗП-308 и другие.

Рис. 2.34 Микрофон на малошумящих транзисторах

Рис. 2.34 Микрофон на малошумящих транзисторах

Рис. 2.35 Микрофон для обнаружения слабых акустических сигналов на специализированной микросхеме

Рис. 2.35 Микрофон для обнаружения слабых акустических сигналов на специализированной микросхеме

Рис. 2.36 Избирательная система из направленных трубок

Рис. 2.36 Избирательная система из направленных трубок

Рис. 2.37 Микрофон в параболическом улавливателе

Рис. 2.37 Микрофон в параболическом улавливателе

Рис. 2.38 Избирательная резонансная система

Рис. 2.38 Избирательная резонансная система

Рис. 2.39 Выносной микрофон с питанием от линии связи

Рис. 2.39 Выносной микрофон с питанием от линии связи

Рис. 2.40 Малогабаритный выносной микрофон с низким питающим напряжением

Рис. 2.40 Малогабаритный выносной микрофон с низким питающим напряжением

Рис. 2.41 Выносной микрофон с усилителем

Рис. 2.41 Выносной микрофон с усилителем

Рис. 2.42 Выносной микрофон с питанием от трехпроводной симметричной линии связи

Рис. 2.42 Выносной микрофон с питанием от трехпроводной симметричной линии связи

Рис. 2.43 Выносной микрофон на операционном усилителе

Рис. 2.43 Выносной микрофон на операционном усилителе

Рис. 2.44 Специализированный микрофон

Рис. 2.44 Специализированный микрофон

Рис. 2.45 Микрофон-стетоскоп

Рис. 2.45 Микрофон-стетоскоп

2.4. Приемные устройства оповещения и сигнализации

2.4. Приемные устройства оповещения и сигнализации

Описанные выше устройства - радиопередатчики и радиоретрансляторы - не могут быть эффективно использованы без приемного устройства. Для того, чтобы их целенаправленно использовать, они должны работать совместно со специальным радиоприемным устройством. В этой главе приводятся принципиальные схемы и подробные описания некоторых радиоприемных устройств. Особое внимание при выборе схем было уделено таким техническим характеристикам устройств, как высокая чувствительность, простота изготовления, минимально возможное количество деталей, простая настройка и др. При этом радиоприемники разделены по ряду признаков или особенностей их использования и изготовления. Описание начинается с приемников диапазона 27-29 МГц, работающих с амплитудной и частотной модуляцией. Далее приведен раздел с описанием радиоприемных

устройств, работающих в диапазоне 65-108 МГц. Отдельно рассмотрены радиоприемные устройства более высокочастотного диапазона. Один из разделов данного параграфа включает в себя описание радиоприемных приставок и конвертеров на различные радиочастотные диапазоны.

Предлагаемые радиоприемные устройства могут быть использованы не только для работы с радиопередатчиками, но и в различных приемных трактах: трактах радиостанций, охранных сигнализаций и в системах дистанционного управления.

Печатные и монтажные платы устройств не приводятся по коммерческим соображениям, они изготавливаются самостоятельно, в зависимости от используемых деталей, габаритных размеров и так далее.

2.4.1. Радиоприемные устройства AM сигналов высокой чувствительности

2.4.1. Радиоприемные устройства AM сигналов высокой чувствительности

Данное радиоприемное устpойство позволяет принимать амплитудно-модулированные сигналы в диапазоне 27-29 МГц. Оно обладает высокой чувствительностью - не хуже 0,5 мкВ/м при соотношении сигнал/шум 3/1. Избирательность по соседнему каналу при расстройке на 9 кГц - не хуже 30 дБ. Ток потребления при средней громкости - около 30 мА. Принципиальная схема радиоприемника приведена на рис. 2.46.

С антенны сигнал поступает на входной контур L1, С2, выделяющий полосу частот принимаемого сигнала. Выделенный высокочастотный сигнал с отвода катушки L1 поступает на базу транзистора VT2, входящего в состав каскадного смесителя. На эмиттер этого же транзистора с отвода катушки L3 поступает сигнал гетеродина, который собран на транзисторе VT4. Частота сигнала гетеродина задается параметрами частотозадающего контура L3, С9. Перестройка гетеродина осуществляется конденсатором переменной емкости С9. Частота гетеродина должна отличаться от частоты принимаемого сигнала на величину промежуточной частоты, в данном случае - на 465 кГц.

Каскадный смеситель, собранный на транзисторах VT1 и VT2, выполнен по схеме ОЭ-ОБ. Благодаря этому смеситель имеет большое выходное сопротивление, что позволяет включить контур L2, С6, настроенный на промежуточную частоту, в коллекторную цепь транзистора VT1. Режимы работы транзисторов смесителя по постоянном токе определяются сопротивлением резисторов R1 и R2. С выхода смесителя сигнал промежуточной частоты цоступает на вход эмиттерного повторителя, собранного на транзисторе VT3. Он согласует высокое выходное сопротивление смесителя с низким входным сопротивлением пьезокерамического фильтра ZQ1. Фильтр ZQ1 определяет селективность по соседнему каналу. Он нагружен на согласованную нагрузку, функцию которой выполняет резистор R7. С этой нагрузки напряжение промежуточной частоты (ПЧ) поступает на вход двухкаскадного каскадного усилителя ПЧ, выполненного на транзисторах VT5-VT8. В каскадных усилителях используются схемы на транзисторах разной структуры с включением их по схеме OK - ОБ. Режим работы транзисторов определяется сопротивлением резисторов R8, R9, R11, R12.

Детектор приемника выполнен на диоде VD1, который нагружен на высокое входное сопротивление эмиттерного повторителя на транзисторе VT11. Постоянная составляющая базового напряжения этого транзистора смещает рабочую точку диода VD1 в прямом направлении и поддерживает ее в начале криволинейного участка вольт-амперной характеристики, что обеспечивает лучшее детектирование слабых сигналов, а следовательно и более высокую чувствительность, чем обычный детектор. С нагрузки эмиттерного повторителя VT11 продетектированный низкочастотный сигнал поступает на регулятор громкости, выполненный на резисторе R19, и далее на усилитель звуковой частоты .

Приемник имеет эффективную систему автоматической регулировки усиления (АРУ). Для работы системы АРУ используется напряжение ПЧ, снимаемое с коллектора транзистора VT7. Положительные волны этого напряжения поступают в цепь базы транзистора VT10, который при повышении уровня входного сигнала, а следовательно и сигнала ПЧ, открывается. Это приводит к закрытию транзистора VT9, в результате чего уменьшается напряжение на эмиттере этого транзистора, одновременно снижается и напряжение питания смесителя и первого каскада УПЧ, что приводит к уменьшению усиления этих каскадов. Цепь, состоящая из R17 и VD3, служит для создания на аноде VD2 положительного напряжения, смещающего рабочую точку транзистора VT1O в сторону наибольшей чувствительности, тем самым компенсируя затухание, вносимое резистором R15.

Усилитель звуковой частоты приемника выполнен по типовой схеме на транзисторах VT12-VT14 и особенностей не имеет. Нагрузкой усилителя служит малогабаритный громкоговоритель В1 с сопротивлением катушки не менее 8 Ом или головные телефоны.

В радиоприемнике используются резисторы типа МЛТ-0,125, электролитические конденсаторы типа К50-6, К50-16 или К50-35, подстроечные конденсаторы типа КПК, конденсатор С9 желательно использовать с воздушным диэлектриком, пьезокерамический фильтр ZQ1 типа ФП1П-061-08 или ФП1П-026 с частотой настройки 465 кГц. Для намотки катушек используются полистироловые каркасы с надстроечными сердечниками из феррита 100НН диаметром 2,8 мм и длиной 14 мм. Катушки L1 и L3 имеют по 20 витков провода ПЭВ 0,18 мм. Отвод у катушки L1 сделан от 7 витка, считая от заземленного вывода. У катушки L3 отвод сделан от 1 витка. Катушка контура ПЧ L2 наматывается на стандартном четырехсекционном каркасе и помещается в трубчатый ферритовый магнитопровод из феррита марки 400НН, сердечник - из того же материала. Катушка L2 содержит 120 витков провода ПЭВ 0,12 мм.

Настройку приемника следует начинать с усилителя звуковой частоты. Подбором сопротивления резистора R21 станавливается напряжения в точке соединения эмиттеров транзисторов VT13, VT14. Оно должно быть равным половине напряжения источника питания. Напряжение на электродах транзисторов каскадов ПЧ н АРУ устанавливается подбором сопротивлений резисторов в цепи базы при отсутствии входного сигнала и отключенном гетеродине. Необходимые значения напряжений в вольтах приведены в табл. 2.3.

Таблица 2.3. Значения напряжений на выводах транзисторов

 

vt1


vt2


vt3


vt5


vt6


vt7


vt8


vt9


vt10


vt11

Uk

3.5

1.5

 

3.5

 

3.5

   

5.5

 

   

2.5

 

1.0

 

1.0

5.5

 

2.3

 

Контур L2, C6 настраивается на частоту ПЧ - 465 кГц. Входной контур настраивается на середину принимаемого диапазона. Приемник можно использовать совместно с радиопередатчиками, имеющими кварцевую стабилизацию частоты. Для этого используют несколько фиксированных настроек. Это достигается изменением схемы гетеродина (рис. 2.47).

Вместо конденсатора переменной емкости С9 устанавливается подстроечный конденсатор. Кварцевый резонатор ZQ2 включается между коллектором и базой транзистора VT4. Частота кварца ZQ2 должна отличаться от частоты кварца передатчика на значение ПЧ, равное 465 кГц. При использовании нескольких кварцованных передатчиков в гетеродине приемника необходимо использовать соответствующее число кварцевых резонаторов, которые подключаются при помощи переключателя.

Радиоприемное устройство AM сигналов с фиксированной настройкой частоты

В отличие от предыдущего, предлагаемое устройство имеет более простое схемное решение. Приемник работает в диапазоне 27-29 МГц с амплитудной модуляцией. Чувствительность - около 4 мкВ/м. Селективность по соседнему каналу - 26 дБ. Приемник имеет фиксированную настройку на один или несколько каналов. Принципиальная схема радиоприемника приведена на рис. 2.48.

Принятый сигнал выделяется контуром L1, С2 и усиливается усилителем высокой частоты, выполненным на транзисторе VT1. На транзисторе VT2 выполнен преобразователь частоты с совмещенным гетеродином и кварцевой стабилизацией частоты гетеродина кварцем ZQ1. Усиленный сигнал с коллектора VT1 смешивается с сигналом гетеродина. В результате на коллекторе транзистора VT2 формируется сигнал промежуточной частоты. Сигнал ПЧ выделяется пьезокерамическим фильтром ZQ2 с частотой настройки 465 кГц и усиливается двухкаскадным усилителем промежуточной частоты, собранным на транзисторах VT3, VT4. Детектор приемника выполнен на диодах VD1, VD2. С детектора сигнал поступает на систему АРУ, состоящую из цепи R8, С8, R10, а также через регулятор громкости R13 на усилитель звуковой частоты, аналогичный приведенному на рис. 2.46.

Диоды VD1 , VD2 могут быть типа Д18,ГД507. Пьезокерамический фильтр ZQ2 может быть любой с частотой настройки 465 кГц. Дроссели Др1, Др2 намотаны на резисторах МЛТ-0,25 сопротивлением более 100 ком. Каждый имеет по 100 витков провода ПЭВ 0,1.

Конструкция катушки L1 аналогична предыдущему описанию, она содержит 13 витков провода ПЭВ 0,23 с отводом от 3 витка.

Настройку начинают с установки токов коллекторов транзисторов VT1-VT4. Ток коллектора VT1 (0,6 мА) устанавливается подбором сопротивления резистора К1. Токи коллекторов VT2-VT4 устанавливаются подбором сопротивлений резисторов RЗ, R7, R11, соответственно, равными 1, 0,5 и 0,05 мА.

Радиоприемное устройство AM сигналов на специальной микросхеме

Предлагаемое радиоприемное устройство по схемному решению намного проще рассмотренного выше. Это стало возможным благодаря использованию в приемнике специализированной микросхемы К174ХА10. Она включает в себя тракт ПЧ, детектор, УЗЧ. Чувствительность приемника при отношении сигнал/шум 12 дБ - около 1 мкВ/м. Селективность по соседнему каналу - 32 дБ (целиком зависит от параметров используемого пьезокерамического фильтра). Селективность по зеркальному каналу - 26 дБ. Мощность усилителя звуковой частоты -100 мВт на нагрузке сопротивлением 8 Ом. Приемник работает при питающих напряжениях от 4 до 9В. Принципиальная схема приведена на рис. 2.49.

Сигнал с антенны поступает на базу транзистора VT1, который выполняет роль резонансного усилителя высокой частоты. Контур L1, С3 определяет селективность приемника по зеркальному каналу. Усиленный сигнал поступает на вход преобразователя частоты, выполненного на транзисторе VT2 по схеме с совмещенным гетеродином, частота которого стабилизирована кварцем ZQ1. С нагрузки преобразователя, дросселя Др1, сигнал промежуточной частоты поступает на пьезокерамическпй фильтр ZQ2, который из набора частот выделяет промежуточную частоту 465 кГц.

Отфильтрованная ПЧ поступает на вход УПЧ микросхемы DA1. Выходной каскад УПЧ включен по нестандартной схеме, роль нагрузки УПЧ выполняет резистор R8. Это немного ухудшает качество детектировання, но позволяет отказаться от использования контуров ПЧ и их настройки. С выхода детектора напряжение звуковой частоты поступает на регулятор громкости R10 и с него на вход усилителя мощности данной микросхемы. С выхода УЗЧ сигнал через конденсатор С13 поступает в нагрузку - громкоговоритель или головные телефоны.

Транзисторы VT1, VT2 можно заменить на КТЗ42, КТЗ68. Все сопротивления в схеме типа МЛТ-0,125, резистор R10 - типа СП1. Катушка L1 намотана на ферритовом стержне диаметром 2,8 мм и длиной 14 мм и содержит 16 витков провода ПЭВ 0,23 мм с отводом от 11-го витка, считая снизу по схеме. Дроссель Др1 намотан на аналогичном стержне и содержит 150 витков провода ПЭВ 0,1 мм. Настройку начинают с установки коллекторных токов транзисторов VT1 и VT2 равными 0,7 мА и 2 мА, соответственно, путем подбора сопротивлений резисторов R1 и R3. Резистор R8 подбирают по минимуму искажений звукового сигнала при минимальном уровне шумов на выходе УЗЧ. Контур L1, СЗ настраивается на частоту высокочастотного сигнала.

Модернизировать данный приемник можно, применив еще одну специализированную микросхему - DА2 К174ПС1. Она выполняет функции смесителя и гетеродина и имеет больший коэффициент передачи. Высокочастотная часть схемы (рис. 2.49) заменяется на схему, представленную на рис. 2.50.

Обозначение деталей схемы продолжает рис. 2.49. Катушка L1 выполнена без отвода. Транзистор VT3 выполняет роль симметрирующего устройства.

2-46.gif

2-46.gif

2-47.gif

2-47.gif

2-48.gif

2-48.gif

2-49.gif

2-49.gif

2-50.gif

2-50.gif

2.4.2. Радиоприемные устройства ЧМ сигналов высокой чувствительности

2.4.2. Радиоприемные устройства ЧМ сигналов высокой чувствительности

Радиоприемное устройство предназначено для приема сигнала в диапазоне 27-29 МГц с использованием узкополосной частотной модуляции с девиацией частоты 2,5 KГц. Чувствительность такого приемника около 1 мкВ. Напряжение питания - 4-9 В. Избирательность по соседнему и зеркальному каналам не хуже 40 дБ и 23 дБ, соответственно. Принципиальная схема приемника приведена на рис. 2.51.

Приемник выполнен по супергетеродинной схеме на интегральной микросхеме К174ХА26, которая предназначена для работы в тракте ПЧ приемников с двойным преобразованием частоты. Для упрощения схемы в нашем случае используется только одно преобразование частоты.

Сигнал от антенны поступает на входной контур L1, С3, настроенный на частоту входного сигнала. Диоды VD1, VD2 служат для ограничения входного сигнала большой амплитуды, например, импульсных помех. Контур L1, С3 полностью подключен к затвору транзистора VT1 типа КПЗ50А. Этот транзистор выполняет роль резоансного усилителя высокой частоты. В его стоковую цепь включен контур L2, С4, также настроенный на частоту принимаемого сигнала. С катушки связи L3 усиленный сигнал поступает на вход смесителя - микросхему DA1. На второй затвор транзистора VT1 поступает напряжение, снимаемое с движка подстроечного резистора R1. Изменением напряжения на втором затворе транзистора изменяют коэффициент усиления резонансного усилителя на транзисторе VT1 и, как следствие, повышают чувствительность всего приемника в целом. Гетеродин приемника выполнен на элементах, входящих в состав микросхемы DA1, его частота определяется подключенным к выводу 1 кварцевым резонатором.

Частота кварцевого резонатора должна отличаться от частоты входного сигнала на 465 кГц (в меньшую или большую сторону). С выхода смесителя сигнал ПЧ через буферный каскад поступает на пьезокерамический фильтр ZQ2, который определяет селективность по соседнему каналу. С выхода фильтра ZQ2 сигнал поступает на усилитель-ограничитель ПЧ и частотный детектор, входящие в состав микросхемы DA1. Пятикаскадный УПЧ имеет коэффициент усиления по напряжению около 100. Дeтeктоp выполнен по схеме двойного балансного перемножителя. Для нормальной работы детектора необходим фазосдвигающий контур L4, С21. Резистор R14 шунтирует контур, расширяя тем самым его полосу пропускания. От него зависит чувствительность и уровень шумов на выходе устройства. Резистор R14 подбирается по оптимальному значению приведенных показателей. Продетектированный сигнал усиливается предварительным УЗЧ, который также находится в микросхеме DA1 , и поступает на регулятор громкости, выполненный на резисторе К12, а с движка этого переменного резистора - на вход УЗЧ, выполненного на микросхеме DA2 типа К174ХА10.

Приемник имеет систему бесшумной настройки, которая работает следующим образом. При отсутствии входного сигнала или значительном снижении его уровня на выводе 10 микросхемы ПА1 резко увеличивается уровень шумов, которые имеют максимальную спектральную плотность в диапазоне 7-10 кГц. Этот шум поступает на активный фильтр, собранный на операционном усилителе, входящем в состав микросхемы DA1. Усиленный сигнал шумов поступает на детектор, собранный на диоде VD3, где и преобразуется в уровень постоянного напряжения. Это напряжение поступает на вход триггера, входящего в состав микросхемы DA1, на выходе которого (вывод 16) , при отсутствии полезного сигнала, устанавливается нулевой уровень. Этот уровень шунтирует. регулятор громкости R13 и блокирует вход УЗЧ. Порог срабатывания системы бесшумной настройки устанавливается резистором R4.

В приемнике вместо микросхемы DA1 типа К174ХА26 можно использовать микросхему КФ1066ХА2. Эта микросхема по своему составу аналогична К174ХА26, но отличается расположением выводов.

Вместо микросхемы DА2 можно использовать К174УН14, К174УН7 или выполнить УЗЧ на дискретных элементах. Транзистор КП350 можно заменить на КПЗО6. Пьезокерамнческий фильтр ZQ2 - любой малогабаритный фильтр на 465 кГц. Катушки L1, L2, L3 намотаны на цилиндрических каркасах диаметром 5 мм с подстроечными сердечника из феррита марки 100НН, длиной 12 мм и диаметром 2,8 мм. Катушка L1 содержит 9 витков с отводом от третьего витка, L2 9 витков, L3 - 3 витка провода ПЭВ 0,3 мм. Катушка L3 наматывается поверх катушки L2. Катушка L4 наматывается на каркасе от контура ПЧ радиовещательного приемника и содержит 90 витков провода ПЭВ 0.12 мм.

Настройку приемника выполняют традиционным способом. Резистором R1 устанавливается максимальная чувствительность, а резистором R4 - порог срабатывания бесшумной настройки

Приемник УКВ диапазона с ЧМ

Приемник предназначен для приема станций, работающих в диапазоне 64-108 МГц с частотной модуляцией. Чувствительность приемника при соотношении сигнал/шум ЗОдБ - не хуже 70 мкВ/м. Избирательность по соседнему каналу - 18 дБ. Питается приемник от источника питания напряжением 9 В. Принципиальная схема приемника представлена на рис.2.52.

Сигнал с антенны через конденсатор С2 поступает на входной контур L1, С1, настроенный на середину диапазона. В процессе настройки на станцию этот контур не перестраивается. Выделенная этим контуром полоса частот поступает на преобразователь частот, выполненный на микросхеме DA1 типа К174ПС1. На этой же микросхеме выполнен и гетеродин приемника. Частота гетеродина определяется параметрами контура L2, С6, С8, С9, С10, VD1, С11. При настройке на станцию постоянное напряжение, снимаемое с движка надстроечного резистора R5, воздействует на катод варикапа VD1 и изменяет его емкость и, следовательно, частоту гетеродина.

Напряжение АПЧГ поступает с микросхемы DA2 на анод этого варикапа.

Напряжение ПЧ частотой 6,5 МГц выделяется на нагрузке преобразователя частоты резисторе R1 и через пьезокерамический фильтр ZQ1 поступает на вход микросхемы DA2 типа К174УР3. Последняя содержит УПЧ, усилитель-ограничитель, фазоинвертор и частотный детектор, предварительный УЗЧ с электронной регулировкой громкости.

В фазоинверторе детектора работает колебательный контур L3, С21 . На резисторе R7 выделяется напряжение АПЧГ, которое поступает на варикап VD1 через цепь R16, С16, R6. С детектора сигнал поступает на вход предварительного УЗЧ. Регулировка громкости осуществляется изменением сопротивления резистора R10. С выходаэтого усилителя сигнал НЧ поступает на усилитель мощности, выполненный на операционном усилителе - микросхеме DАЗ типа КР1407УД2 и двух транзисторах VT1, VT2, включенных по схеме эмиттерных повторителей.

Катушки приемника L1 и L2 бескаркасные, наматываются на оправке диаметром 3 мм. Катушка L1 содержит 7 витков с отводом от 1 витка, катушка L2 - 7 витков провода ПЭВ 0,4 мм. Катушка L3 намаывается на ферритовом сердечнике марки 400НН диаметром 2,8 мм и длиной 14 мм. Катушка L3 содержит 16 витков ПЭВ 0,3 мм, она должна с небольшим трением перемещаться по стержню. После настройки все катушки фиксируются эпоксидной смолой или герметиком. Фильтр ZQ1 - типа ФП1П86202 или любой другой на 6,5 МГц. Можно использовать и фильтры на 5,5 МГц или 10,7 МГц, но в этом случае необходимо будет изменить параметры контура L3, С21. Резистор R5 лучше взять подстроечный многооборотный. Микросхему DА3 можно заменить на КР140УД1208 или любой операционный усилитель, включенный по типовой схеме.

Настройка приемника особенностей не имеет.

При желании принимать сигнал от нескольких радиомикрофонов, разнесенных по частоте, необходимо немного доработать приемник, путем введения нескольких фиксированных настроек. Примерный вариант схемы фиксированных настроек показан на рис. 2.53.

Из схемы можно исключить конденсаторы С4, С5, заменив их катушкой связи L4 (рис. 2.54), намотанной между витками катушки L1.

Катушка L4 содержит 2 витка того же провода, что и катушка L1.

Схему приемника можно несколько упростить, использовав гибридную микросхему от канала звукового сопровождения современных цветных телевизоров типа УПЧЗ-1M или УПЧЗ-2. В составе этих блоков есть полный тракт ПЧ УКВ ЧМ приемника с промежуточной частотой 6,5 МГц. Изменение схемы представлено на рис. 2.55

Однако следует иметь в виду, что эта схема не имеет системы АПЧГ. Поэтому нужно принимать меры по экранировке платы, чтобы исключить влияние тела оператора на настройку приемника.

Приемник УКВ диапазона с ЧМ и низковольтным питанием

Приемник работает в диапазоне 64-108 МГц и имеет чувствительность не хуже 5 мкВ/м. Номинальное напряжение питания - 3 В. Весь высокочастотный тракт, включая ЧМ детектор, УВЧ и гетеродин, собран на одной специализированной микросхеме DA1 типа К174ХА34. Эта микросхема представляет собой УВЧ, смеситель, гетеродин, УПЧ, усилитель-ограничитель, ЧМ детектор, системы шумепонижения и сжатия девиации частоты, которая позволяет использовать низкую промежуточную частоту - 60-80 кГц. Принципиальная схема приемника приведена на рис. 2.56.

Сигнал с антенны поступает на УВЧ через конденсатор С1. Частоту настройки гетеродина определают элементы L1, С4, С5, VD1. Настройка на станции осуществляется резистором R1, изменяющим напряжение на варикапе VD1 типа КВ109.

В качестве ФПЧ используются активные RC-фильтры на операционных усилителях, внешними элементами которых являются конденсаторы С6, С8, С9, C11, С12 и С13. Сигнал звуковой частоты через конденсатор С16 поступает на регулятор громкости - резистор RЗ.

УЗЧ приемника может быть любым, в том числе и на микросхеме К174ХА10. Постоянные резисторы типа МЛТ-0,125. Катушка L1 - бескаркасная с внутренним диаметром 3 мм. Она имеет 7 витков провода ПЭВ 0,31.

Настройка заключается в укладке диапазона подстройкой конденсатора С4.

УКВ приемник с ЧМ на специализированной микросборке КХА 058

Этот приемник прост в настройке и в изготовлении, и может быть рекомендован для повторения широкому кругу читателей. Основу приемника составляет микросборка КХА058, которая содержит в своем составе гетеродин, смеситель, УПЧ, детектор. Приемник имеет чувствительность с антенного входа около 5 мкВ/м при соотношении сигнал/шум 26 дБ. Принципиальная схема приемника представлена на рис. 2.57.

Сигнал с антенны поступает на вход апериодического усилителя высокой частоты, выполненного на транзисторе VT1 тина КТ3107. Усиленный сигнал через конденсатор С3 поступает на вход микросборки DA1. В ней происходит усиление и демодуляция ЧМ сигнала принимаемой радиостанции. Частота гетеродина-определяется параметрами контура L1, VD1 и конденсатора, находящегося в микросборке. Перестройка в пределах диапазона производится изменением напряжения на варцкапе VD1, которое снимается с движка резистора R7. Напряжение на резистор R7 подается от внутреннего стабилизатора микросборки.

Выходное напряжение НЧ с выхода микросборки поступает на вход эмиттерного повторителя на транзисторе VT2 типа КТ315. С него сигнал подается на головные телефоны В2 или на вход УЗЧ с чувствительностью не хуже 50 мВ.

Транзистор VT1 можно заменить на КТ3128, КТЗ61. Транзистор VT2 - на КТ3102. Вместо варикапа VD1 можно использовать КВ109, КВ122, КВ123. Катушка L1 бескаркасная, намотана на оправке диаметром 3,5 мм. Катушка L1 содержит 7 витков провода ПЭВ 0,4 мм для диапазона 68-80 МГц или 3 витка - для диапазона 80-108 МГц.

Если предполагается использовать приемник для работы с одним радиомикрофоном, то можно применить фиксированную настройку. При этом можно исключить из схемы элементы VD1, R7, R8, а параллельно катушке L1 включить подстроечный конденсатор емкостью 430 пФ, который позволит перекрыть весь необходимый диапазон.

2-51.gif

2-51.gif

2-52.gif

2-52.gif

2-53.gif

2-53.gif

2-54.gif

2-54.gif

2-55.gif

2-55.gif

2-56.gif

2-56.gif

2-57.gif

2-57.gif

2.4.3. Конвертеры для работы с радиоприемниками вещательных диапазонов

2.4.3. Конвертеры для работы с радиоприемниками вещательных диапазонов

Как правило, у потребителя уже имеется приемник на радиовещательные диапазоны, и ему нет необходимости собирать и настраивать приемное устройство для работы с радиопередатчиками. Достаточно иметь приставку-конвертер, работающую с обычным приемником. Конвертеры несколько снижают чувствительность приемника, но в ряде случаев это не мешает получать качественный прием необходимого сигнала. Ниже приводятся схемы и описания конвертеров на транзисторах и микросхемах. Устройства рассчитаны для работы и определенных диапазонах частот. Однако все описанные устройства можно использовать и на других частотах. Для этого, как правило, нужно только изменить частоту гетеродина конвертера. Конструктивно они могут быть выполнены в отдельном корпусе и с автономным источником питания. Но можно и встраивать их непосредственно в корпус используемого приемника.

УКВ конвертер на двух полевых транзисторах

Принципиальная схема конвертера представлена на рис. 2.58.

Он тозволяет принимать сигналы с частотной модуляцией при помощи обычного УКВ ЧМ приемника. Входной сигнал с частотой 58-78 МГц выделяется входным контуром L1, С1, настроенным на середину этого диапазона, и поступает далее на затвор полевого транзистора VT1 типа КП303Г. На этом транзисторе выполнен преобразователь частоты. На исток транзистора VT1 через конденсатор С4 подается сигнал гетеродина, выполненного на полевом транзисторе VT2 типа КП303Г. Контур гетеродина L2, С6 настроен на частоту 30 МГц. В результате входгай сигнал преобразуется в сигнал частотой 88-108 МГц. Этот сигнал снимается со стока транзистора VT1 и через конденсатор С3 поступает на антенный вход промышленного приемника.

Транзисторы могут быть с другими буквенными индексами. Резисторы типа МЛ-0,125, конденсаторы - КМ, КД, КЛС, катушки L1, L2 намотаны на каркасах диаметром 4 мм и длиной 10мм с латунными подстроечными сердечниками длиной 5 мм. Катушка L1 содержит 5 витков с отводом от 1 витка, катушка L2 - 10 витков с отводом от 2 витка. Обе катушки намотаны проводом ПЭВ-2 0,4 мм.

Настройка конвертера заключается в настройке контура гетеродина на частоту 29-31 МГц. Входной контур настраивается на середину принимаемого диапазона. Конвертер можно использовать и для приема сигналов в диапазоне 88-108МГц на УКВ ЧМ радиовещательный приемник. Для этого нужно уменьшить емкость конденсатора С1 до 15 пФ.

УКВ конвертер на одном полевом транзисторе

Конвертер представляет собой модернизированный вариант предыдущей схемы. В данной схеме преобразователь частоты на полевом транзисторе заменен диодным смесителем. Это сделано с целью согласования низкого входного сопротивления приемника с выходным сопротивлением преобразователя на транзисторе. Диодный смеситель в этом случае имеет более высокий коэффициент передачи, а следовательно, увеличивается и чувствительность конвертера в целом. Принципиальная схема конвертера приведена на рис. 2.59.

Гетеродин конвертера выполнен на транзисторе VT1, его частота задается параметрами катушки L1 и конденсатора С1. Сигнал гетероина частотой около 30 МГц поступает на анод германиевого диода VD1 . На катод этого диода поступает принятый антенной сигнал. Одновременно на катоде диода присутствуют и сигналы продуктов преобразования-частот: Fс + Fп и Fс - Fп, которые выделяются входными цепями используемого приемника. Конвертер может работать без дополнительной настройки с приемником диапазона УКВ1 или УКВ2.

В качестве диода VD1 можно использовать практически любой маломощный диод, например, Д18, ГД507 и т. д. В качестве катушки L2 использован дроссель ДМ-0,1 с индуктивностью 10 мкГн. Катушка L1 намотана на каркасе диаметром 5 мм и длиной 10 мм, и содержит 10 витков провода ПЭВ-2 0,4 мм с отводом от 2 витка. Подстроечный сердечник - из меди или латуни длиной 5 мм.

Настройка производится аналогично рассмотренной выше схеме.

УКВ конвертер на специализированной микросхеме

Отсутствие элементов настройки существенно упрощает конструкцию преобразователя, так как настройка производятся самим прием ником. В конвертере используется микросхема К174ПС1, которая и же хорошую развязку между сигналом гетеродина и входным сигналом Следовательно, даже мощные входные сигналы незначительно расстра ивают гетеродин. Микросхема некритична к питающему напряжению, так как содержит встроенный стабилизатор напряжения. Принципиальная схема конвертера приведена на рис. 2.60.

Частоту гетеродина определяют параметры контура L1, С4. Входной сигнал поступает через конденсатор С1 на вход преобразователя частоты. На нагрузке преобразователя резисторе RЗ выделяются суммарная и разностная составляющие сигнала. Частота гетеродина задается равной 40 МГц. При использовании приемника с диапазоном 88-108 МГц используется разностная частота, а суммарная - отфильтровывается входными цепями приемника. В нашем случае с помощью конвертера перекрывается диапазон входных сигналов от 128 МГц до 148 МГц. При необходимости можно перекрывать и другие диапазоны путем изменения частоты гетеродина. Микросхема DA1 работоспособна до частоты 200 МГц.

Катушка L1 намотана на надстроечном сердечнике от магнитопровода CБ-1a и содержит 5 витков провода ПЭВ 0,3 мм, намотанных виток к витку. Микросхему DA1 можно заменить на К174ПС4 или ее аналог SO42P.

Настройка конвертера сводится к установке частоты гетеродина из менением индуктивности катушки L1.

Миниатюрный конвертер на частоту 430 МГц

Данный конвертер во многом похож на предыдущий. Отличие со стоит в том, что в нем применена микросхема К174ПС4, позволяющая принимать сигнал с частотой до 1 ГГц. Принципиальная схема устройства приведена на рис. 2.61.

Входной сигнал с антенны поступает на катушку L1. С катушки сигнал снимается одновременно на оба входа микросхемы. Частота гетеродина устанавливается элементами С1, С2, С3, L2. Нагрузкой преобразователя служит колебательный контур L3, С4, настроенный на частоту в диапазоне 88-108 МГц. Через конденсатор С5 преобразованный сигнал поступает на вход приемника. Конвертер имеет высокую чувствительность и малые габариты. Катушка L1 сделана из провода ПЭВ 0,8 мм длиной 30 мм. Ее конструкция и расположение приведены на рис. 2.62.

Катушка L2 бескаркасная с внутренним диаметром 2 мм, намотана проводом ПЭВ 0,23 и содержит 6 витков. Катушка L3 намотана на корпусе надстроечного конденсатора С4 проводом ПЭВ 0,23 и содержит 10 витков с отводом от середины. Катушка L1 может быть выполнена печатным способом.

Рис. 2.58 УКВ конвертер на двух полевых транзисторах

Рис. 2.58 УКВ конвертер на двух полевых транзисторах

Рис. 2.59 УКВ конвертер на одном полевом транзисторе

Рис. 2.59 УКВ конвертер на одном полевом транзисторе

Рис. 2.60 УКВ конвертер на специализированной микросхеме

Рис. 2.60 УКВ конвертер на специализированной микросхеме

Рис. 2.61 Схема миниатюрного конвертера на частоту 430 МГц

Рис. 2.61 Схема миниатюрного конвертера на частоту 430 МГц

Рис. 2.62 Миниатюрный конвертер на частоту 430 МГц

Рис. 2.62 Миниатюрный конвертер на частоту 430 МГц

4. Глава 3. Технические средства защиты информации

Глава 3. Технические средства защиты информации

Вудь вы предпринимателем-бизнесменом, работником государственного сектора, политиком или просто частным лицом, вам должно быть интересно знать, как защитить ceбя от утечки конфиденциальной информации, какими средствами для этого нужно пользоваться, как выявить каналы утечки этой информации. Ответ на эти и другие вопросы по защите информации вы получите в данной главе, которая имеет четыре раздела.

В первом разделе даны описания, принципы работы и настройка детекторов радиоизлучений, с помощью которых можно обнаруживать активизированные каналы утечки информации.

Второй раздел посвящен защите телефонных линий связи и непосредственно телефонных аппаратов. Телефон - неотъемлемая часть нашей жизни, по телефонным каналам идут потоки разнообразной информации, и именно поэтому важно защищать их от использования вам во вред.

Третий раздел посвящен специальным защитным устройствам, снижающим эффективность систем получения информации по оптическим каналам.

Четвертый раздел посвящен описанию устройств , также имеющих отношение к защите информации. Это сетевые фильтры для защиты от наводок и генераторы акустического шума для контроля акустических свойств помещений.

Для разработки и осуществления мероприятий по защите вашей интеллектуальной собственности от утечки информации по техническим каналам лучше всего воспользоваться услугами квалифицированных специалистов, хорошо подготовленных в рамках данного вопроса.

3.1. Детекторы радиоизлучений

3.1. Детекторы радиоизлучений

Простейший детектор радиоволн

Даже если вам нечего опасаться, но вы хотели бы выяснить, не шпионит ли кто-нибудь за вами с помощью подслушивающей радиоаппаратуры, соберите схему, показанную на рис. 3.1.

Устройство представляет собой простейший детектор радиоволн со звуковой индикацией. С его помощью можно отыскать в помещении работающий микропередатчик. Детектор радиоволн чувствителен к частотам вплоть до 500 МГц. Настраивать детектор при поиске работающих передатчиков можно путем изменения длины телескопической приемной антенны.

Телескопическая приемная антенна воспринимает высокочастотные электромагнитные колебания в диапазоне до 500 МГц, которые затем детектируются диодом VD1 типа Д9Б. Высокочастотная составляющая сигнала отфильтровывается дросселем L1 и конденсатором С1. Низкочастотный сигнал поступает через резистор R1 на базу транзистора VT1 типа КТ315, что приводит к открыванию последнего и, как следствие, к открыванию транзистора VT2 типа КТ361. При этом на резисторе R4 появляется положительное напряжение, близкое к напряжению питания, которое воспринимается логическим элементом DD1.1 микросхемы DD1 типа К561ЛА7 как уровень логической единицы. При этом включается генератор импульсов на элементах DD1.1, DD1.2, R5 и С3. С его выхода импульсы с частотой 2 кГц поступают на вход буферного каскада на элементах DD1.3, DD1.4. Нагрузкой этого каскада служит звуковой пьезокерамический преобразователь ZQ1 типа ЗП-1, который преобразует электрические колебания частотой 2 кГц в акустические. С целью увеличения громкости звучания преобразователь ZQ1 включен между входом и выходом элемента DD1.4 микросхемы DD1. Питается детектор от источника тока напряжением 9 В через параметрический стабилизатор на элементах VD2, R6.

В детекторе используются резисторы типа МЛТ-0,125. Диод VD1 можно заменить на ГД507 или любой германиевый высокочастотный. Транзисторы VT1 и VT2 могут быть заменены на КТ3102 и КТ3107 соответственно. Стабилитрон VD2 может быть любым с напряжением стабилизации 4,7-7,0 В. Пьезокерамический преобразователь ZQ1 можно заменить на ЗП-22.

Настраивать детектор лучше всего с использованием высокочастотного генератора. Подключите к выходу генератора изолированный провод - антенну, и параллельно ему расположите антенну детектора. Таким образом вы слабо свяжете детектор с генератором. Исследуйте весь радиодиапазон, начиная с частоты 500 кГц и до точки, где детектор перестанет воспринимать радиоволны. Заметьте, как с изменением частоты изменяется чувствительность детектора.

Детектор поля со звуковой сигнализацией и регулировкой чувствительности

От предыдущего данное устройство отличается более высокой чупствительностью н возможностью регулировки чувствительности. Это устройство одновременно и сложнее вышеописанного. Принципнальная схема детектора приведена на рис. 3.2.

Сигнал, принимаемый антенной, усиливается широкополосным трехкаскадным апериодическим усилителем высокой частоты на транзисторах VT1-VT3 типа КТ3101. Усиленный сигнал с нагрузки транзистора VT3, резистора R10, через конденсатор С9 поступает на детектор, собранный по схеме удвоения напряжения на диодах VD1, VD2. Положительное напряжение с регулятора чувствительности резистора R11 поступает на диоды VD1 и VD2 типа Д9Б. Протекание небольшого начального тока через эти диоды приводит к увеличению чувствительности детектора. Одновременно это напряжение поступает на базу транзистора VT4 типа КТ315 через диод VD3 типа Д9Б и резистор R14. Базовый ток приводит к открыванию транзистора VT4. На его коллекторе устанавливается потенциал логической единицы. При увеличении уровня сигнала на входе устройства постоянное напряжение на конденсаторе С10 уменьшается. Это ведет к закрыванию транзистора VT4. Уровень логической единицы, появляющийся на коллекторе транзистора VT4, разрешает работу генератора прямоугольных импульсов на элементах DD1.1, DD1.2, R17 и C11. Положительные импульсы частотой около 2 Гц разрешают работу генератора прямоугольных импульсов на элементах DD1.3, DD1.4, R18 и С12. С выхода этого генератора прямоугольные импульсы с частотой следования 1,5-2 кГц, промодулированные частотой 2 Гц, поступают на пьзокерамичсский преобразователь ZQ1 типа ЗП-1. Питание устройства ocуществляется от параметрического стабилизатора на стабилитроне VD4 типа КС156 и резисторе R16.

В устройстве использованы резисторы типа МЛТ-0,125. Транзисторы VT1-VT3 можно заменить на КТ3120, КТ3124 или КТ368. В последнем случае уменьшается диапазон регистрируемых сигналов. Диоды VD1-VD3 могут быть любые германиевые высокочастотные. Стабилитрон VD4 может быть любым с напряжением стабилизации 5,6-7,0 В.

Настройку детектора производят по вышеприведенной методике. Верхний предел частоты регистрируемых сигналов у этого детектора может достигать 900-1000 МГц. Регулировка прибора заключается в установлении такого уровня чувствительности детектора резистором R11, при котором компенсируется фоновый уровень радиоизлучения в данном помещении. При этом звуковой сигнализатор не должен работать. При приближении детектора к источнику излучения (микропередатчику) уровень напряженности поля начинает превышать фоновый и звуковая сигнализация срабатывает.

Постой малогабаритный детектор поля с индикацией на двух светодиодах.

От описанных выше конструкций данная отличается малыми габаритами, малым количеством используемых деталой и, вместе с тем, достаточно высокой чувствительностью. В этом детекторе поля использовано новое схемное решение. Хорошо известно, что измерение ВЧ напряжений, меньших 0,5 В, затруднено тем, что уже при переменном напряжении менее 0,2-0,3 В все полупроводниковые диоды становятся неэффективными. Существует, однако, способ измерения малыхпеременных напряжений с использованием сбалансированного диодно-резистивного моста, позволяющий измерять напряжение менее 20 мВ при равномерной АХЧ до 900 МГц. Принципиальная схема устройства, использующего данный способ, приведена на рис. 3.3.

Основу данного устройства составляет микросхема DА1 типа КР1112ПП2. Эта микросхема включает в себя устройство, определения баланса электрического моста с индикацией. Микросхема имеет встроенный источник опорного напряжения.

Сигнал, наводимый в антенне, усиливается широкополосным апериодическим усилителем высокой частоты на транзисторе VT1 типа KT3101. Усиленное переменное напряжение высокой частоты через конденсатор СЗ поступает в диодно-резистивный мост на диодах VD1- VD4 типа ГД507 и резисторах R3-R5. От источника опорного напряжения (вывод 3 микросхемы DA1) через резисторы R3-R5 и диоды VD1-VD4 протекает небольшой (примерно несколько микроампер) прямой ток, который улучшает условия детектирования и увеличивает чувствительность детектора. В выпрямлении измеряемого переменного напряжения участвуют только диоды VD1 и VD2, а два других - VD3, VD4 - образуют соседнее плечо моста, на котором создается начальное напряжение, балансирующее мост, и одновременно служат для его термокомпенсации. Все диоды подобраны с возможно более близкими вольт-амперными характеристиками. Конденсатор С4 отфильтровывает переменную составляющую выпрямленного напряжения. Резистор R4 служит для точной балансировки моста. При хорошей балансировке устройство будет реагировать только на напряжение, являющееся результатом выпрямления измеряемого сигнала. Выпрямленное напряжение и напряжение, балансирующее мост, через резисторы R7 и R8 поступают на входы усилителя постоянного тока, расположенного в микросхеме DA1. В зависимости от состояния баланса моста сигнал индикации поступает на один из светодиодов VD5 или VD6 - типа АЛЗО7. Таким образом, при балансе моста (отсутствие сигнала) включен светодиод VD5, а при наличии сигнала (нарушение баланса моста) - светодиод VD6.

В качестве диодов VD1-VD4 можно использовать любые высокочастотные диоды. Светодиоды могут быть любого типа. В качестве источника питания используется источник постоянного тока напряжением 2,5-5 В.

Детектор поля с линейной шкалой из восьми светодиодов, регулировкой чувствительности и звуковой индикацией

Данное устройство имеет некоторое сходство с описанным выше. Так, имеется усилитель ВЧ и детектор на сбалансированном резистивно-диодном мосте. Отличительной особенностью данного детектора поля является: фильтр высокой частоты на входе, усилитель постоянного тока на двух операционных усилителях, звуковой генератор, линейная светодиодная шкала и индикатор разряда батареи. Все это делает данное устройство несомненно более простым и удобным в эксплуатации. Принципиальная схема детектора поля приведена на рис. 3.4.

Сигнал, принимаемый антенной, поступает на фильтр высокой частоты на элементах С2, L1, С3, L2, необходимый для подавления сигналов частотой менее 20 МГц. Это необходимо для уменьшения уровня низкочастотных сигналов, обычно составляющих фоновое радиоиз.чучение. С ФВЧ сигналы частотой более 20 МГц поступают на вход апериодического широкополосного усилителя высокой частоты, собранного на транзисторе VT1 типа КТ3101. С нагрузки усилителя pезистора R2 - напряжение высокой частоты через конденсатор С5 поступает на диоды VD1, VD2 типа ГД507, входящие в состав резистивно-диодного моста. Для балансировки моста используется резистор R4. Работа моста уже была подробно описана выше.

Продетектированное низкочастотное напряжение, сглаженное конденсатором С6, поступает на усилитель постоянного тока, выполненный на двух операционных усилителях DA1.1 и DA1.2, входящих в состав микросхемы К1401УД1. С выхода элемента DA1.1 постоянное напряжение поступает на генератор звуковой частоты, выполненный на операционном усилителе DA1.3. Частота генератора зависит от уровня постоянного напряжения на неинвертирующем входе элемента DА1.3, которое, в свою очередь, зависит от уровня входного сигнала. Таким образом, чем больше уровень входного сигнала, тем выше частота генератора звуковой частоты. С выхода генератора звуковой сигнал поступает на базу транзистора VT4 типа, КТ315, в коллекторную цепь которого включен пьезокерамический преобразователь ZQ1 типа ЗП-1.

Микросхемы DA2 и DA3 типа К1401УД1 составляют основу линейной шкалы. Операционные усилители, входящие в состав этих микросхем, включены по схеме компараторов напряжения. На неинвертирующие входы этих компараторов поступает опорное напряжение с линейки резисторов R14-R21. Другие входы компараторов соединены вместе, на них поступает постоянное напряжение с выхода усилителя постоянного тока DA1.2. При изменении этого напряжения от 0 до максимального значения происходит переключение компараторов, на выходе которых включены светодиоды VD5-VD14, образующие линейную светоизлучающую шкалу. Чем выше уровень сигнала на входе, тем больше светодиодов включено. Для уменьшения потребляемого светодиодной шкалой тока используется принцип динамической индикации. Для этого на базу транзистора VT2 типа КТ315 поступают импульсы с генератора звуковой частоты DA1.3, вызывая поочередное закрывание и открывание транзистора VT2. При закрывании транзистора VT2 положительное напряжение источника питания через резистор R32 поступает на катоды светодиодов VD5-VD14, что приводит к запиранию последних. Ток через светодиоды не течет и они гаснут. При открывании транзистора VT2 катоды светодиодов замыкаются на минус источника питания, и те светодиоды, на аноде которых присутствует положительное напряжение, загораются. Благодаря инерционным-свойствам человеческого глаза мигание светодиодов становится незаметным. Индикатор разряда батареи выполнен на элементе DА1.4 и светодиодах VD13, VD14. При снижении напряжения источника питания уменьшается ток, протекающий через стабилитрон VD15 и светодиод VD13 и, соответственно, напряжение на аноде VD13. Это вызывает включение светодиода VD14. Уровень срабатывания устанавливается подстроечным резистором R33 при настройке. Все устpoйство питается от стабилизатора, собранного на элементах VT3, VD15, VD13, R34, С8.

В устройстве использованы резисторы типа МЛТ-0,125. Светодиоды VD5-VD14 могут быть любыми. Диоды VD1-VD4 - любые высокочастотные германиевые. Катушки L1 и L2 бескаркасные, диаметром 8 мм, намотанные проводом ПЭВ 0,6 мм. Катушка L1 - 8 витков, катушка L2 - 6 витков. Резистор R4 - любой переменный резистор с линейной характеристикой. Транзисторы VT2-VT4 могут быть типа КТ3102. Стабилитрон VD15 можно заменить на КС147, КС168, КС170. Пьезокерамический преобразователь ZQ1 - любой. Можно также использовать динамическую головку сопротивлением более 50 Ом, резистор RЗ6 при этом можно из схемы исключить.

Настройка схемы особенностей не имеет. Перед началом работы необходимо настроить детектор на максимальную чувствительность резистором R4. Вращением движка резистора R4 добиваются свечения 1-2 светодиодов и выключения звуковой сигнализации. Прибор готов к работе.

Детектор поля с логарифмической шкалой на 12 светодиодах и звуковой индикацией

В состав детектора поля входят ФВЧ, усилитель ВЧ, диодный детектор, усилитель постоянного тока с логарифмической зависимостью коэффициента усиления, звуковой генератор с изменяющейся частотой и светодиодная шкала из 12 светодиодов. Детектор способен регистрировать работающие радиомикрофоны в диапазоне частот 20-600 МГц. Принципиальная схема прибора приведена на рис. 3.5.

Сигнал, наводимый в антенне, фильтруется ФВЧ на элементах С2, L1, С3, L2 и поступает на широкополосный апериодический усилитель. Последний выполнен на высокочастотном транзисторе VT1 типа КТ3101. Нагрузкой усилителя служит эмиттерный повторитель на транзисторе VT2 типа КТЗ101. Сигнал, снимаемый с регулятора чувствительности - резистора R4, поступает через конденсатор С6 на диодный детектор, собранный на диоде VD1 типа Д9Б. Высокочастотные составляющие фильтруются RC-фильтрами R5, С7 и R6, С8. Низкочастотный сигнал поступает на усилитель на микросхеме DA1 типа КР140УД1208. Коэффициент усиления этого усилителя определяется значением резистора R9. При малом уровне входного сигнала усилитель на DA1 имеет большое усиление. По мере увеличения сигнала происходит открывание диода VD2 типа КД522, сопротивление которого изменяется по логарифмическому закону. Это приводит к изменению сопротивления обратной связи также по логарифмическому закону. С выхода усилителя на микросхеме DA1 сигнал поступает на светодиодный индикатор и звуковой генератор.

Звуковой генератор выполнен на транзисторе VT3 типа КТ315 и микросхеме DD1 типа К561ЛА7. Конденсатор С9 заряжается через резистор R11 до напряжения открывания транзистора VT3. Это приводит к смене уровня логической единицы на уровень логического нуля на коллекторе транзистора VT3. При этом катод диода VD3 типа КД522 оказывается подключенным через резистор R18 к минусу источника питания. Конденсатор С9 быстро разряжается через цепь VD3, К18, что ведет за собой закрывание транзистора VT3. Конденсатор С9 снова начинает заряжаться и весь процесс повторяется. Прямоугольные импульсы преобразуются пьезокерамическим преобразователем ZQ1 типа ЗП-22 в звуковые. При увеличении напряжения на выходе усилителя DA1 уменьшается время заряда конденсатора С9 до напряжения открывания транзистора VT3, а это, в свою очередь, приводит к увеличению частоты следования импульсов генератора. Таким образом, при увеличении уровня входного сигнала происходит повышение тональности звукового сигнала.

Основой светодиодного индикатора, является микросхема DA2 типа КМ1003ПП2. Микросхема КМ1003ПП2 является специализированной и выполняет функцию управления светодиодной шкалой, обеспечивая высвечивание столбика на шкале из 12 светодиодов, которые загораются поочередно при изменении входного напряжения от минимального до максимального значения. Яркость свечения светодиодов поддерживается постоянной. Входной сигнал, через делитель напряжения на резисторах R13, R16, поступает на вход микросхемы DA2 (вывод 17). На выводы 16 и 3 микросхемы DA2 подаются уровни опорного напряжения, определяющие, соответственно, минимальное (светодиоды не горят) и максимальное (горят все светодиоды) значения входного сигнала. Питается устройство от источника питания напряжением 5,6 В. Светодиод VD4 типа АЛЗО7 служит для индикации включения прибора.

Все используемые детали малогабаритные. Детали ФВЧ описаны выше. Микросхема DA1 может быть заменена на КР1407УД2 или любой другой операционный усилитель со своими цепями коррекции. Вместо микросхемы GD1 можно применить К561ЛЕ5. При замене диода VD1 на ГД507 диапазон прибора может быть увеличен до 900 МГц. Микросхема DA2 может быть заменена на A277D.

Работа с прибором аналогична вышеприведенному устройству. Чувствительность прибора регулируется резистором R4.

Рис. 3.1 Простейший детектор поля

Рис. 3.1 Простейший детектор поля

Рис. 3.2 Детектор поля со звуковой сигнализацией и регулировкой чувствительности

Рис. 3.2 Детектор поля со звуковой сигнализацией и регулировкой чувствительности

Рис. 3.3 Простой малогабаритный детектор поля с индикацией на двух светодиодах.

Рис. 3.3 Простой малогабаритный детектор поля с индикацией на двух светодиодах.

Рис. 3.4 Детектор поля с линейной шкалой из восьми светодиодов, регулировкой чувствительности и звуковой индикацией

Рис. 3.4 Детектор поля с линейной шкалой из восьми светодиодов, регулировкой чувствительности и звуковой индикацией

Рис. 3.5 Детектор поля с логарифмической шкалой на 12 светодиодах и звуковой индикацией

Рис. 3.5 Детектор поля с логарифмической шкалой на 12 светодиодах и звуковой индикацией

3.2. Защита телефонных аппаратов и линий связи

3.2. Защита телефонных аппаратов и линий связи

Одним из каналов утечки информации, и пожалуй, основным каналом, является телефонный аппарат и линия связи, соединяющая его с АТС.

Для любого специалиста, работающего в области промышленного шпионажа с применением технических средств контроля, представляют наибольший интерес так называемые "беззаходовые" системы, т. е. комплексы средств, позволяющие получать информацию из интересующих помещений без необходимости физического присутствия в них. Телефонный аппарат представляет в этом плане множество возможностей. Рассмотрим три случая решения задачи по получению необходимой информации:

  1. Телефонный аппарат содержит систему передачи информации, т. е. в его конструкцию целенаправленно внесены изменения или установлена спецаппаратура. Существуют, например, телефонные аппараты с электронными номеронабирателями, которые, по своим конструктивным особенностям, уже имеют канал утечки информации в виде паразитного высокочастотного излучения в широкой полосе частот, промодулированного звуковым сигналом.
  2. Используются определенные недостатки конструкций телефонных аппаратов для получения информации.
  3. Производится внешнее воздействие на телефонный аппарат, при котором возникает канал утечки.

Первый случай описан подробно в гл. 1. Ниже приводятся схемы защиты телефонных аппаратов и линий связи.

3.2.1. Защита телефонных аппаратов

3.2.1. Защита телефонных аппаратов

Защита звонковой цепи

Причиной появления канала утечки информации являются электроакустические преобразования. При разговоре в помещении акустические колебания воздействуют на маятник звонка, соединенного с якорем электромагнитного реле. Под воздействием звуковых сигналов якорь совершает микроколебания, что, в свою очередь, вызывает колебания якорных пластин в электромагнитном поле катушек, следствием чего становится появление микротоков, промодулированных звуком. Амплитуда ЭДС, наводимой в линии, для некоторых типов телефонных аппаратов может достигать нескольких милливольт. Для приема используется низкочастотный усилитель с частотным диапазоном 300-3500 Гц, который подключается к абонентской линии.

Для защиты от такого канала утечки информации используется схема, представленная на рис. 3.6.

Два кремниевых диода VD1 и VD2 включены встречно-параллельно в цепь звонка телефонного аппарата В1. Они образуют зону нечувствительности для микро-ЭДС. Это объясняется тем, что в интервале 0-0,65 В диод обладает большим внутренним сопротивлением (вольтамперная характеристика диодов представлена на рис. 3.7).

Поэтому низкочастотные токи, наводимые в схеме аппарата, не пройдут в линию. В то же время звуковой сигнал абонента и напряжение вызова свободно "проходят" через диоды, так как их амплитуда превышает порог открывания диодов VD1, VD2. Резистор R1 является дополнительным шумящим элементом. Подобная схема, включенная последовательно в линию связи, подавляет микроЭДС катушки на 40-50 дБ.

Вместо указанных на схеме диодов можно использовать диоды Д226, КД105, КД102.

Защита микрофонной цепи

Этот вариант получения информации связан с явлением так называемого высокочастотного навязывания. При этом относительно общего корпуса на один провод подается высокочастотное колебание (частотой более 150 кГц). Через элементы схемы телефонного аппарата, даже если трубка не снята, высокочастотные колебания поступают на микрофон, где и модулируются звуковыми колебаниями. Прием информации производится относительно общего корпуса через второй провод линии. Амплитудный детектор позволяет выделить низкочастотную огибающую Для дальнейшего усиления и записи. Схема защиты телефонного аппарата от этого метода съема информации представлена на рис. 3.8.

Так как модулирующим элементом является микрофон М1 телефонного аппарата, то для его защиты достаточно подключить параллельно микрофону М1 конденсатор С1 емкостью 0,01-0,05 мкФ. При этом конденсатор С1 шунтирует по высокой частоте микрофонный капсюль М1. Глубина модуляции высокочастотных колебаний уменьшается более чем в 10000 раз, что делает практически невозможной дальнейшую демодуляцию.

Комплексная схема защиты

Эта схема представляет собой сочетание приведенных ранее двух схем. Кроме конденсаторов и резисторов схема, представленная на рис. 3.9, содержит катушки индуктивности.

Диоды VD1-VD4, включенные встречно-параллельно, защищают звонковую цепь телефона. Конденсаторы и катушки образуют фильтры С1, L1 и С2, L2 для подавления напряжений высокой частоты.

Детали монтируются в отдельном корпусе навесным монтажом. Устройство не нуждается в настройке. Однако оно не защищает пользователя от непосредственного подслушивания - путем прямого подключения в линию.

Кроме рассмотренной схемы существует и ряд других, которые по своим характеристикам близки к ранее описанным устройствам. Ниже приведены схемы (рис. 3.10), предназначенные для комплексной защиты телефонных аппаратов и линий связи и часто используемые в практической деятельности.

3-10.gif

3-10.gif

3-6.gif

3-6.gif

3-7.gif

3-7.gif

3-8.gif

3-8.gif

3-9.gif

3-9.gif

3.2.2. Защита линий связи

3.2.2. Защита линий связи

Световой анализатор телефонной линии

Данное устройство является простейшим индикатором наличия подслушивающих устройств. Оно устанавливается на предварительно проверенной телефонной линии. Питание осуществляется от телефонной линии. При наличии любых несанкционированных подключений различных устройств, питающихся от телефонной линии, выдается сигнал тревоги (включается красный светодиод). Схема такого устройства приведена на рис. 3.11.

Устройство состоит из анализатора линии, собранного на стабилитроне VD2 типа КС530 и транзисторе VT1 типа КТ503, и усилителя тока, собранного на транзисторах VT2 и VТЗ типа КТ503 и КТ502, соответственно. К выходу усилителя через ограничительный резистор R4 подключен светодиод VD3 типа АЛ307. Выпрямительный мост VD1 типа КЦ407 обеспечивает требуемую полярность питания устройства независимо от подключения его к телефонной сети.

При свободной линии постоянное напряжение в ней около 60 В. Стабилитрон VD2 "пробивается" (открывается), и в базу транзистора VT1 подается через ограничительный резистор R1 управляющий ток. Открытый и насыщенный транзистор VT1 шунтирует вход каскада на транзисторе VT2, поэтому усилитель тока закрыт и светодиод VD3 погашен.

При подключении в линию посторонних устройств напряжение в линии падает и ток, протекающий через стабилитрон VD2, уменьшается (вплоть до закрытия последнего).

Транзистор VT1 закрывается, а в базу транзистора VT2 через резистор R2 подается управляющий ток. Усилитель открывается и светодиод VD3 включается.

Индикатор линии на микросхеме

Индикатор устанавливается в корпус телефонного аппарата и питается от телефонной линии. Он индицирует несанкционированное подключение клинии в момент ведения разговора, т. е. когда трубка снята с рычага телефона. Принципиальная схема индикатора приведена на рис. 3.12.

Основу схемы составляет операционный усилитель DA1 типа КР1407УД2, включенный по схеме компаратора напряжений. При снятии телефонной трубки напряжение с линии подается на рассматриваемое устройство через диод VD4 типа КД522, образующий со стабилитроном VD5 типа КС156 параметрический стабилизатор напряжения. Одновременно напряжение поступает через резистор R1 на неинвертирующий вход компаратора DA1. На инвертирующий вход последнего подается опорное напряжение, снимаемое с движка подстроечного резистора R3. При снижении входного напряжения до уровня , меньшего чем опорное напряжение, на выходе компаратора DA1 появляется уровень логического нуля, что вызывает включение светодиода VD3 типа АЛ307.

Диоды VD1 и VD2 совместно с резистором R1 ограничивают напряжение на неинвертирующем входе DA1 на уровнях, выходящих за пределы питающих напряжений - не более, чем на 0,7 В (на величину прямого падения напряжения на диодах VD1, VD2). Конденсатор С1 защищает схему от высокочастотных наволок в линии. Резистор R5 устанавливает режим работы микросхемы DA1. В устройстве использованы резисторы типа МЛТ-О,125 . Диоды VD1, VD2, VD4 - любые кремниевые. Стабилитрон VD5 - любой на напряжение стабилизации 4,7-7,0 В. Микросхему DA1 можно заменить на КР140УД1208, а также на любой операционный усилитель с током потребления не более 5 мА.

Устройство настраивают по методике, приведенной ниже. Сняв трубку телефонного аппарата и установив разговорное соединение (позвонив, например, знакомым), подстройкой резистора R3 добиваются погашения светодиода VD3. Медленно, изменяя сопротивление резистора R3, находят положение движка последнего, при котором устройство срабатывает. Затем немного поворачивают движок резистора R3 в обратную сторону. Светодиод снова гаснет, прибор настроен. Он будет реагировать как на параллельное подключение к линии, так и на последовательное подключение. Необходимо соблюдать полярность включения прибора!

Активный индикатор состояния линии

В отличие от вышеприведенных устройств, данное устройство не только выявляет подключение дополнительной нагрузки, но и, при срабатывании системы сигнализации, переводит устройство в активный режим работы. Этот режим позволяет блокировать многие радиоретрансляционные устройства и приборы, предназначенные для автоматической записи телефонных переговоров. Принципиальная схема такого устройства представлена на рис. 3.13.

Устройство собрано на 4-х микросхемах и 4-х транзисторах. Работа прибора описана ниже. Исходное состояние: трубка телефонного аппарата опущена. Питание устройства осуществляется от телефонной линии через ограничительный резистор R5. Конденсатор С2 заряжается через резистор R5 до напряжения стабилизщации стабилитрона, выполненного на транзисторе VT2. С конденсатора С2 напряжение величиной 7-8 В поступает на устройство для питания микросхем (точка "а"). От источника питания через резистор R6 заряжаемся конденсатор СЗ. Резисторы R6, R7, конденсатор СЗ, светодиод VD3 и транзистор VT3 образуют схему индикации устройства. Напряжение линии через диод VD1 типа КД102 поступает на делитель напряжения, образованный резисторами R1 и R2. Напряжение на резисторе R2 ограничивается транзистором VT1, включенным по схеме стабилитрона, до напряжения питания, что необходимо для защиты входов микросхем от высокого напряжения. С движка подстроечного резистора R2 напряжение высокого уровня поступает на вход элемента DD1.1 микросхемы К561ЛЕ5, запрещая проход импульсов с генератора, выполнен нога на элементе 002.1 микросхемы К561ТЛ1. Этот генератор выполнен на основе триггера Шмидта. При заряде и разряде конденсатора С1 на выходе генератора появляются прямоугольные импульсы. Поскольку заряд конденсатора С1 происходит через диод VD2 типа КД522, а разряд - через резистор RЗ, то на выходе элемента DD2.1 имеют место короткие положительные импульсы с частотой следования 1-О,5 Гц. Первый же импульс, пройдя через дифференцирующую цепочка С4, R4 и элемент DD2.2, устанавливает триггер, собранный на элементах DD1.2, DD1.3, в положение, когда на входе элемента DD2.3 низкий уровень напряжения. Генератор, собранный на DD2.3, выключен и на выводах 1,8 микросхемы DА1 типа КР1014КТ1 присутствует высокий уровень. Одновременно импульсы с DD2.1 поступают на элементы DD1.1 и DD1.4. Через DD1.1 импульсы не проходят, т. к. c резистора R2 поступает высокий уровень. Нулевой уровень, снимаемый с резистора R9 подается на входы элементов DD3.1 и DD3.3 микросхемы К561ЛА7. Поэтому импульсы, проходящие через DD1.4, не проходят на DD3.4. Следовательно, на выходе DD2.4 присутствует логический ноль, и транзистор VT3 закрыт. С движка резистора R2 снимается напряжение логической единицы, достаточное для переключения элемента DD1.1, выполняющего функцию управляемого компаратора с чувствительностью в десятки милливольт.

Если к линии подключается дополнительная нагрузка сопротивлением менее 100 кОм, то напряжение в линии уменьшится на некоторую величину. Одновременно уменьшается и напряжение на движке резистора R2. Это приводит к появлению на входе DD1.1 напряжения, воспринимаемого микросхемой как уровень логического нуля. Этот уровень разрешает прохождение импульсов от DD2.1 через DD1.1. Поскольку на выходе DD3.1 высокой уровень, то импульсы проходят через ключ DD3.2. При этом на выходе DD3.3 тоже высокий уровень и эти импульсы проходят и через ключ DD3.4. Продифференцированные цепочкой С6, R12 импульсы через элемент DD2.4 поступают на базу транзистора VT3. Транзистор открывается, и конденсатор С3 быстро разряжается через открытый транзистор VT3 и светодиод VD3, который ярко вспыхивает с частотой 0,5-1 Гц. В перерывах между импульсами конденсатор С3 подзаряжается через резистор R6. Так как оценка состояния линии происходит под управлением импульсов с генератора DD2.1, то некоторое изменение напряжения в линии в момент заряда конденсатора С3 на работе устройства не сказывается.

Рассмотрим случай, когда телефонная трубка снята. При этом со противление телефонного аппарата включается между плюсовым проводом линии и резисторами R11 и R13. Напряжение в линии уменьшается до 5-25 В, т. к, нагрузкой линии будут телефонный аппарат, резистор R13 и резистор R14, зашунтированный малым (около 10 Ом) сопротивлением микросхемы DA1. Напряжение, снимаемое с резистора R13, обеспечивает питание устройства через диод VD4 типа КД522. При этом напряжение высокого уровня с точки соединения резисторов R8,R9 поступает на элементы DD3.3 и DD3.1. Низким уровнем закрывается ключ DD3.2. С движка резистора R9 снимается напряжение логической единицы, близкое к напряжению переключения компаратора DD1.4. Допустим, что к линии подключается (или была подключена) дополнительная параллельная или последовательная нагрузка, которая приводит к уменьшению напряжения в линии. При этом напряжение на движке резистора R9 принимает уровень, расцениваемый микросхемой, как уровень логического нуля. При этом импульсы с DD2.1 проходят через DD1.4, DD3.3 и DD3.4. После дифференцирующей цепочки С6, R12 и элемента DD2.4 они поступают на базу транзистора VT3, включая световую индикацию. Одновременно, первый же импульс переводит триггер на DD1.2 и DD1.3 в состояние, разрешающее работу генератора на элементе DD2.3. С выхода генератора короткие импульсы частотой 12-20 кГц поступают на ключ, выполненный на микросхеме DА1. Ключ начинает закрываться и открываться с частотой генератора. При этом сигнал в линии модулируется этой частотой. Это вызывает расширение спектра сигнала, излучаемого радиоретранслятором, подключенным в линию. Одновременно напряжение влипни увеличивается до 35-45 В. Это связано с тем, что последовательно с резистором R13 включается резистор R14, ранее шунтированный ключом DА1. Повышение напряжения в линии до такого уровня позволяет нейтрализовать автоматические записывающие устройства, срабатмвающие по уровню напряжения в линии.

Для того, чтобы работа этого генератора не мешала анализу состояния линии, он периодически отключается путем переключения триггера DD1.2, DD1.3 на момент оценки состояния линии. Если в процессе оценки состояния линии принимается решение о том, что линия свободна от посторонних подключений, то схема автоматически устанавливается в исходное состояние и переходит в ждущий режим с периодической проверкой состояния линии.

Резисторы используются типа МЛТ-0,125. Диод VD1 можно заменить на КД105, Д226. Транзисторы можно заменить на КТ3102, КТ503. Микросхемы можно использовать из серий 564 и 1561. Конденсаторы С1, С2 и С3 должны быть с минимальным током утечки.

При настройке устройства устанавливается частота генераторов 0,51 Гц и 12-20 кГц резисторами R3 и R10, соответственно. При включенном генераторе DD2.3 резистором R14 устанавливается уровень напряжения в линии, равный 35-45 В, при котором еще не происходит рассоединение линии. Исходные уровни срабатывания рассматриваемого устройства устанавливаются резисторами R2 и R9.

Прибор необходимо подключать к линии с соблюдением полярности

Блокиратор параллельного телефона

Во многих офисах и квартирах телефонные аппараты подключяют параллельно к одной линии. Поэтому разговор между двумя абонентами легко может прослушать и третий. Чтобы исключить такую возможность, используют устройство, обычно именуемое блокиратором. Схема блокиратора приведена на рис. 3.14.

Принцип действия схемы, представленной на рис. 3.14, предельно прост. Допустим, что снята трубка с телефонного аппарата ТА2. В цепи задействованного аппарата ТА2 напряжение линии 60 В пробивает динистор VS2 типа К1-1102А н оно падает до 5-15 В. Этого напряжения недостаточно для пробоя линисторов VS1, VS3 или VS4 в цепях параллельных аппаратов. Последние оказываются практически отключенными от линии очень большим сопротивлением закрытых динисторов. Это будет продолжаться до тех пор, пока первый из снявших трубку (в нашем случае ТА2) не положит ее на рычаги. Эта же схема позволит избавиться и от такого недостатка, связанного с параллельным включением аппаратов, как "подзванивание" их при наборе номера.

Устройство не нуждается в настройке. При подключении необходимо соблюдать полярность напряжения питания.

Аналогичное по принципу действия устройство можно собрать на другой элементной базе по схеме, приведенной на рис. 3.15.

Устройство содержит два аналога динисторов. Диоды и тиристоры могут быть любыми с допустимым напряжением не менее 100 В и рассчитанными на ток до 0,1 А. Стабилитроны VD1 и VD3 могут быть на напряжение стабилизации от 5,6 до 20 В.

3-11.gif

3-11.gif

3-12.gif

3-12.gif

3-13.gif

3-13.gif

3-14.gif

3-14.gif

3-15.gif

3-15.gif

3.2.3. Криптографические методы и средства защиты

3.2.3. Криптографические методы и средства защиты

Кардинальной мерой предотвращения прослушивания телефонных разговоров является использование криптографических методов защиты информации. В настоящее время для защиты телефонных сообщений применяют два метода: преобразование аналоговых параметров речи и цифровое шифрование. Устройства, использующие эти методы, называются скремблерами.

При аналоговом скремблировании производится изменение характеристики исходного звукового сигнала таким образом, что результирующий сигнал становится неразборчивым, но занимает ту же частотную полосу. Это дает возможность без проблем передавать его по обычным телефонным каналам связи. При этом методе сигнал может подвергаться следующим преобразованиям:

  • частотная инверсия;
  • частотная перестановка;
  • временная перестановка.

При цифровом способе закрытия передаваемого сообщения непрерывный аналоговый сигнал предварительно преобразуется в цифровой вид. После чего шифрование сигнала происходит обычно с помощью сложной аппаратуры, зачастую с применением компьютеров.

Ниже приводится описание скремблера, использующего метод частотной инверсии. Этот метод давно и успешно применяется американскими полицейскими службами и обеспечивает эффективную защиту радио- и телефонных переговоров от постороннего прослушивания.

Частотно-инвертированный сигнал выделяется из нижней боковой полосы спектра балансного-преобразования звукового сигнала с над звуковой несущей. Две последовательные инверсии восстанавливают исходный сигнал. Устройство работает как кодер и декодер одновременно. Синхронизации двух скремблеров не требуется. Принципиальная схема такого скремблера приведена на рис. 3.16.

 

Это устройство состоит из тактового генератора на микросхеме DD2 типа К561ЛА7, вырабатывающего сигнал частотой 7 кГц, делителя-формирователя несущей 3,5 кГц на микросхеме DD3.1 типа К561ТМ2, аналогового коммутатора балансного модулятора на микросхеме DD4 типа K561KT3, входного полосового фильтра с полосой пропускания 300-3000 Гц на микросхеме DА1.1 типа К574УД2 и сумматора балансного модулятора с фильтром низкой частоты на микросхеме DА1.2. Подстройка частоты тактовых импульсов, а следовательно частоты несущей, производится многооборотным резистором R3.

На рис. 3.17 представлены спектры входного (а) и преобразованного (б) сигналов.

В пределах полосы частот 300-3000 Гц разборчивость речи после двух преобразований составляет не менее 65%.

3-16.gif

3-16.gif

3-17.gif

3-17.gif

3.3. Защита информации от утечки по оптическому каналу

3.3. Защита информации от утечки по оптическому каналу

Для скрытности проведения перехвата речевых сообщений из помещений могут быть использованы устройства, в которых передача информации осуществляется в оптическом диапазоне. Чаще всего используется невидимый для простого глаза инфракрасный диапазон излучения.

Наиболее сложными и дорогостоящими средствами дистанционного перехвата речи из помещений являются лазерные устройства. Принцип их действия заключается в посылке зондирующего луча в направлении источника звука и приеме этого луча после отражения от каких-либо предметов, например, оконных стекол, зеркал и т. д. Эти предметы вибрируют под действием окружающих звуков и модулируют своими колебаниями лазерный луч. Приняв отраженный от них луч, можно восстановить модулирующие колебания.

Исходя из этого, рассмотрим один из достаточно простых, но очень эффективных способов защиты от лазерных устройств. Он заключается в том, чтобы с помощью специальных устройств сделать амплитуду вибрации стекла много большей, чем вызванную голосом человека. При этом на приемной стороне возникают трудности в детектированип речевого сигнала. Ниже приведены схемы и описания некоторых подобных устройств.

Простейший модулятор оконного стекла

Этот модулятор прост в изготовлении, содержит минимальное количество деталей и не требует налаживания. Он позволяет передавать стеклу колебания частотой 50 Гц. И в этом заключается его недостаток, так как с помощью современных средств обработки сигналов возможно вырезать эту частоту из спектра речевого сигнала. Принципиальная схема устройства приведена на рис. 3.18

В качестве модулятора с частотой 50 Гц используется обычное малогабаритное реле постоянного тока Р1. Питается реле Р1 от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 220 В через понижающий трансформатор Т1. На выводы обмотки реле Р1 подается напряжение со вторичной обмотки трансформатора Т1, немного ниже порога срабатывания. В качестве трансформатора используется любой, желательно малогабаритный, понижающий трансформатор. Напряжение на обмотке II выбирается в зависимости от используемого реле. Реле Р1 может быть типа РЭС22, РЭС9 и им подобные. Корпус реле приклеивается к стеклу клеем "Момент" или аналогичным (рис. 3.19).

Если подходящего трансформатора подобрать не удалось, то можно воспользоваться бестрансформаторной схемой устройства приведенной на рис. 3.20.

Конденсатор С1 гасит излишек напряжения, он подбирается под определенную нагрузку. Его можно разместить прямо в штепсельной вилке. При монтаже необходимо помнить, что устройство не имеет гальванической развязки с питающей сетью.

Другой модулятор позволяет получать сигналы, которые имеют хаотический характер, т. к, частота следования импульсов не стабильна. Устройство представляет собой два генератора импульсов, частоты которых не стабилизированы и отличаются друг от друга. Оба генератора работают на общую нагрузку. Принципиальная схема модулятора приведена на рис. 3.21.

Питание устройства осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В. Напряжение питания снимается с делителя напряжения на резисторах R1-R3 и выпрямляется диодом VD1 типа КД102А. Выпрямленное напряжение сглаживается конденсатором С1. Так как конденсатор С1 имеет небольшую емкость, то напряжение питания имеет большие пульсации. Оба генератора импульсов собраны на транзисторной сборке VT1 типа К101КТ1Г, содержащей два идентичных транзистора VT1.1 и VT1.2. Микросборка представляет собой транзисторные прерыватели для коммутации слабых сигналов переменного и постоянного токов. Транзисторы микросборки имеют общий коллектор. Работают генераторы следующим образом. Через резисторы R5 и R6 происходит заряд конденсаторов С2 и С3, соответственно, от источника питания. При достижении на конденсаторах С2 и С3 напряжения пробоя транзисторов VT1.1 и VT1.2 последние открываются и происходит разряд конденсаторов через базовый переход транзистора VT2 типа КТЗО1. Это приводит к открыванию транзистора VT2 и короткие импульсы (щелчки, следующие с частотой в сотни герц) поступают на пьезокерамические излучатели ZQ1 и ZQ2. Период времени между импульсами постоянно изменяется, в связи с чем считывание информации со стекол в условиях апериодических акустических полей даже с использованием специальных фильтров сильно затруднено. Громкость звукового сигнала можно плавно регулировать резистором R4.

Транзистор VT2 можно заменить на КТ3102, КТ315. Пьезокерамические преобразователи могут быть любыми, их число может быть от одного до четырех. Диод VD1 можно заменить на КД105. Пьезоизлучатели наклеиваются в центре стекла внутренних рам и соединяются с генератором тонким проводом.

Модулятор на одной микросхеме

Этот модулятор тоже питается от сети переменного тока напряжением 220 В. Принципиальная схема модулятора приведена на рис. 3.22.

Напряжение сети гасится резисторами R1 и R2 и выпрямляется диодом VD1 типа КД102А. Конденсатор С1 уменьшает пульсации выпрямленного напряжения. Модулятор выполнен на одной микросхеме К561ЛЕ5. По своему схемному пострению он напоминает генератор качающей частоты или частотный модулятор. На элементах DD1.3 и DD1.4 собран управляющий генератор низкой частоты. С его выхода прямоугольные импульсы поступают на интегрирующую цепочку R5, С4. При этом конденсатор С4 то заряжается через резистор R5, те разряжается через него. Поэтому на конденсаторе С4 получается напряжение треугольной формы, которое используется для управления генератором на элементах DD1.1, DD1.2. Этот генератор собран по схеме симметричного мультивибратора. Конденсаторы С2 и С3 поочередно заряжаются через резисторы R3 и R4 от источника треугольно то напряжения. Поэтому на выходе генератора будет иметь место сигнал, частота которого "плавает" в области звуковых частот речевого диапазона. Поскольку питание генератора не стабилизировано, то это приводит к усложнению характера генерируемых сигналов. Нагрузкой генератора служат пьезокерамические излучатели ZQ1 и ZQ2 типа ЗП-1.

Микросхему DD1 можно заменить на К561ЛА7 и даже на К561ЛН1 , К561ЛН2, либо на микросхемы серий 564, 1561.

Излучатели ZQ1 и ZQ2 могут быть любыми, их, количество может быть от одного до четырех. Они могут быть соединены последовательно или параллельно-последовательно.

Устройство модуляции стекла на цифровых микросхемах

Данное устройство вызывает вибрацию стекла с различной частотой, тем самым устраняя основной недостаток простейшего модулятора. Оно выполнено на двух цифровых схемах 561 серии. В качестве вибропреобразователя используется пьезокерамический преобразователь. Принципиальная схема устройства приведена на рис. 3.23.

Модулятор собран на микросхемах К561ЛН2 и К561ИЕ8. Генератор тактовых импульсов собран на элементах DD1.1, DD1.2, резисторе R1 и конденсаторе С1 по схеме несимметричного мультивибратора. С выхода генератора тактовые импульсы поступают на вход счетчика DD2 типа К561ИЕ8. Эта микросхема имеет встроенный дешифратор, поэтому напряжение высокого уровня поочередно появляется на выходах счетчика в соответствии с количеством пришедших импульсов. Допустим, что после прихода очередного тактового импульса уровень логической единицы появился на выходе 2 микросхемы DD2 (выв. 4). На остальных выходах присутствует уровень логического нуля. Положительное напряжение начинает заряжать конденсатор С2 по цепи VD3, R4, R12. При достижении на конденсаторе С2 напряжения, достаточного для открывания транзистора VT1 типа КТЗ15, последний открывается, и на выходе элемента DD1.4 появляется уровень логического нуля. Конденсатор С2 быстро разряжается через диод VD11 типа КД522. Транзистор VT1 закрывается, и процесс заряда конденсатора С2 возобновляется по той же зарядной цепи. С приходом очередного тактового импульса уровень пол.ожительного напряжения появляется только на выходе 3 (выв. 7). Теперь конденсатор С2 заряжается по цепи VD4, К5, R12. Так как суммарное сопротивление этой цепи меньше, чем сопротивление цепи VD3, R4, R12, то заряд конденсатора С2 до напряжения открывания происходит быстрее. Частота импульсов на выходе этого управляемого генератора увеличивается. Прямоугольные импульсы поступают на вибронреобразователь ZQ1, выполненный на основе пьезокерамического преобразователя .

Микросхемы DD1 и DD2 можно заменить на аналогичные - серий 176, 564, 1561. Резисторы - типа МЛТ-0,125. Сопротивления резисторов R2-R11 могут быть любыми из интервала 10 ком - 1 МОм. Резисторы одинакового номинала лучше не использовать. Диоды VD1-VD11 могут быть любыми, например, КД521, Д9, Д18, КД510 и др. Транзистор VT1 можно заменить на КТ3102. Пьезокерамический преобразователь ZQ1 может быть любой, от игрушек или телефонных аппаратов. Питание устройства осуществляется от батарейки типа "Крона". Вибродатчик ZQ1 приклеивается на стекло клеем "Момент". Сигнал к нему подводится по проводам от элемента DD1.6.

Настройка заключается в установке частоты тактового генератора подбором конденсатора С1 или резистора R1. Частота тактовых импульсов выбирается около 2-3 Гц.

Количество генерируемых частот можно увеличить, если вместо микросхемы DD2 К561ИЕ8 использовать широко распространенную микросхему К561ИЕ10. Эта микросхема (рис. 3.24) содержит два двоичных четырехразрядных счетчика.

К выходам счетчиков подключаются резисторы R2-R9, их сопротивления могут быть также от 10 кОм до 1 МОм. Диоды VD1-VD10 из схемы исключаются. При подаче тактовых импульсов на вход СР микросхемы DD2.1 в точке соединения резисторов R2-R12 появляется, изменяющееся ступенчато, напряжение. Число градаций напряжения, а, следовательно, и число частот, можно варьировать путем использования определенного количества разрядов счетчика DD2.

3-18.gif

3-18.gif

3-19.gif

3-19.gif

3-20.gif

3-20.gif

3-21.gif

3-21.gif

3-22.gif

3-22.gif

3-23.gif

3-23.gif

3-24.gif

3-24.gif

3.4. Специальные устройства защиты информации

3.4. Специальные устройства защиты информации

Кроме вышеописанных устройств в системах защиты информации используются и многие другие устройства и приборы. К ним относятся такие устройства, как сетевые фильтры, исключающие возможность утечки информации по цепям источников питания; приборы, обеспечивающие автоматическую запись телефонных разговоров; акустические генераторы шума, маскирующие звуковой сигнал и многие другие, используемые, как правило, специалистами в этой области.

3.4.1. Защита питающих цепей радиоэлектронной аппаратуры

3.4.1. Защита питающих цепей радиоэлектронной аппаратуры

Сетевой фильтр

Сетевые фильтры обеспечивают защищенность электронного устройства не только от внешних помех, но и от разного рода сигналов, генерируемых устройствами, которые могут служить источником утечки информации.

К числу защищаемых устройств относят самую разнообразную аппаратуру: компьютеры, приемники диапазона длинных и средних волн, радиотрансляционные приемники и др. Сетевой фильтр включают между энергетической сетью и устройством потребителя.

На рис. 3.25 представлена принципиальная схема сетевого фильтра, рассчитанного на мощность нагрузки 100 Вт.

Он обеспечивает питание одновременно двух потребителей.

В данном фильтре использованы два способа подавления помех: фильтрация режекторным дросселем Др1, Др2 и экранирование сетевой обмотки трансформатора Т1 и выходной обмотки трансформатора Т2. Электростатическим экраном сетевой обмотки трансформатора Т1 и выходной обмотки трансформатора Т2 служат магнитопроводы и низковольтные обмотки трансформаторов, расположенные поверх высоковольтных и соединенные с общим проводом фильтрам устройств-потребителей. Так как направление намотки обмоток и индуктивность дросселей Др1 и Др2 одинаковы, а токи через обмотки Др1 и Др2 противофазны, то сумма магнитных полей этих обмоток равна нулю и результирующее сопротивление дросселей переменному току промышленной частоты равно активному сопротивлению обмоток. Следовательно, падение напряжение на дросселях Др1, Др2 практически равно нулю.

В устройстве использованы два готовых трансформатора Т1 и Т2 типа ТПП296-127/220-50. Режекторный дроссель Др1, Др2 выполнен на ферритовом кольцевом магнитопроводе марки М4000 размером К65х32х8. Две обмотки наматываются в два провода, одновременно, проводом МГШВ-0,5 и содержат по 20 витков каждая. Намотка должна быть в один слой. Марка феррита и размер сердечника могут быть другими, но индуктивность дросселей должна быть около 1,5 мГн. Конденсаторы С1 и С2 должны быть рассчитаны на напряжение более 400 В.

Рис. 3.25 Сетевой фильтр на два потребителя

Рис. 3.25 Сетевой фильтр на два потребителя

3.4.2. Устройство для автоматической записи телефонных разговоров

3.4.2. Устройство для автоматической записи телефонных разговоров

Телефонный адаптер

Для анализа утечки информации по открытым каналам телефонной связи необходимо иметь записи телефонных разговоров всех сотрудников фирмы. Прослушивание записей позволяет установить характер и источник утечки информации и сделать соответствующие выводы.

Для записи телефонных разговоров используются устройства, автоматически подключающие записывающие устройства при снятии трубки телефонного аппарата. Принципиальная схема такого телефонного адаптера представлена на рис. 3.26.

Когда телефонная трубка не поднята, в телефонной линии присутствует напряжение около 60 В. Через делитель, собранный на резисторах R1-R3, оно поступает на затвор полевого транзистора VT1 типа КП10ЗМ и запирает его. Это приводит к закрытию транзистора VT2 типа КТЗ15 и транзистора VT3 типа КТ814. Реле К1 типа РЭС22 обесточено и его контакты К1.1-К1.4 разомкнуты.

При поднятии телефонной трубки в линии устанавливается напряжение 5-15 В, что ведет к открыванию транзистора VT1 и, следовательно, транзисторов VT2 и VT3. Срабатывает реле К1, которое контактами К1.3 и К1.4 подает питание 220 В на магнитофон, предварительно включенный на запись, и одновременно контактами K1.1 и К1.2 подключает телефонную линию через конденсаторы С1 и С2 ко входу магнитофона. Начинается запись разговора на магнитофон. Запись прекращается после опускания телефонной трубки на рычаг телефонного аппарата. Конденсатор СЗ сглаживает пульсации и шумы, наводимые в линии, которые могут вызвать ложные срабатывания устройства.

При подключении устройства к линии необходимо соблюдать полярность питания. В устройстве можно использовать любой силовой трансформатор, понижающий напряжение до 12 В и рассчитанный на ток нагрузки более 0,1 А или готовый сетевой адаптер с теми же параметрами. Реле РЭС22 можно заменить на два реле типа РЭС9

Адаптер для диктофона

В настоящее время для записи звуковой информации широкое распространение получили импортные диктофоны со встроенной системой VОX, т.е. с системой управления голосом. Это позволяет более экономно расходовать пленку, т.к. при отсутствии сигнала двигатель диктофона выключен и потребление тока устройством минимально. Ниже приведены две схемы адаптеров для работы с диктофонами. Первая схема приведена на рис. 3.27.

Эта схема предельно проста, т. к. содержит всего одну деталь - трансформатор Т1, включаемый в разрыв линии. Трансформатор Т1 самодельный. Для его изготовления используется обмотка реле РЭС15 или РЭС49. Штатная обмотка реле выполняет роль II - обмотки трансформатора. Поверх нее намотана I - обмотка, которая содержит 400-500 витков провода ПЭВ 0,1. Витки обмотки скреплены клеем "Момент".

Адаптер подключается в разрыв любого из проводов линии без соблюдения полярности.

Вторая схема (рис. 3.28), в отличие от первой, не имеет трансформатора, что облегчает ее изготовление.

Ток, протекающий в линии при разговоре, проходит через резистор R1, вызывая на нем падение напряжения. Напряжение звуковой частоты проходит через конденсатор С1 и поступает на вход VОX диктофона. Для уменьшения высокочастотных наводок линии можно подключить конденсатор С2, обозначенный на схеме пунктирной линией.

3-26.gif

3-26.gif

3-27.gif

3-27.gif

3-28.gif

3-28.gif

3.4.3. Генераторы акустического шума

3.4.3. Генераторы акустического шума

Акустические генераторы шума используются для зашумления акустического диапазона в помещениях и в линиях связи, а также для оценки акустических свойств помещений.

Под "шумом" в узком смысле этого слова часто понимают так называемый белый шум, характеризующийся тем, что его амплитудный спектр распределен по нормальному закону, а спектральная плотность мощности постоянна для всех частот.

В более широком смысле под шумом, по ассоциации с акустикой. понимают помехи, представляющие собой смесь случайных и кратковременных периодических процессов. Кроме белого шума выделяют такие разновидности шума, как фликкер-шум и импульсный шум. В генераторах шума используется белый шум, так как даже современны ми способами обработки сигналов этот шум плохо отфильтровывает ся. Ниже приводятся несколько схем различных генераторов шума.

Генератор белого шума

Самым простым методом получения белого шума является использование шумящих электронных элементов (ламп, транзисторов, различных диодов) с усилением напряжения шума. Принципиальная схема несложного генератора шума приведена на рис. 3.29.

Источником шума является полупроводниковый диод - стабилитрон VD1 типа КС168, работающий в режиме лавинного пробоя при очень малом токе. Сила тока через стабилитрон VD1 составляет всего лишь около 100 мкА. Шум, как полезный сигнал, снимается с катода стабилитрона VD1 и через конденсатор С1 поступает на инвертирую щий вход операционного усилителя DA1 типа КР140УД1208. На не инвертирующий вход этого усилителя поступает напряжение смещения, равное половине напряжения питания с делителя напряжения выполненного на резисторах R2 и R3. Режим работы микросхемы определяется резистором R5, а коэффициент усиления - резистором R4. С нагрузки усилителя, переменного резистора R6 , усиленное напряжение шума поступает на усилитель мощности, выполненный на микросхеме DA2 типа К174ХА10. Работа этого усилителя подробно описана в главе 2. С выхода усилителя шумовой сигнал через конденсатор С4 поступает на малогабаритный широкополосный громкоговоритель В1. Уровень шума регулируется резистором R6.

Стабилитрон VD1 генерирует шум в широком диапазоне частот от единиц герц до десятков мегагерц. Однако на практике он ограничен АЧХ усилителя и громкоговорителя. Стабилитрон VD1 подбирается по максимальному уровню шума, так как стабилитроны представляют собой некалиброванный источник шума. Он может быть любым с напряжением стабилизации менее напряжения питания.

Микросхему DA1 можно заменить на КР1407УД2 или любой операционный усилитель с высокой граничной частотой коэффициента единичного усиления. Вместо усилителя на DA2 можно использовать любой УЗЧ.

Для получения калиброванного по уровню шума генератора используют специальные шумящие вакуумные диоды. Спектральная плотность мощности генерируемого шума пропорциональна анодному току диода. Широкое распространение получили шумовые диоды двух типов 2ДЗБ и 2Д2С. Первый генерирует шума полосе до 30 МГц, а второй - до 600 МГц. Принципиальная схема генератора шума на шумящих вакуумных диодах приведена на рис. 3.30.

Резистор R1 типа МЛТ-0,25. Резистор R2 проволочный, он используется совместно с диодом 2ДЗБ. Питание генератора осуществляется от специального блока, схема которого приведена на рис. 3.31.

Цифровой генератор шума

Цифровой шум представляет собой временной случайный процесс, близкий по своим свойствам к процессу физических шумов и называется поэтому псевдослучайным процессом. Цифровая последовательность двоичных символов в цифровых генераторах шума называется псевдослучайной последовательностью, представляющей собой последовательность прямоугольных импульсов псевдослучайной длительности с псевдослучайными интервалами между ними. Период повторения всей последовательности значительно превышает наибольший интервал между импульсами. Наиболее часто применяются последовательности максимальной длины - М-последовательности, которые формируются при помощи регистров сдвига и сумматоров по модулю 2, использующихся для получения сигнала обратной связи.

Принципиальная схема генератора шума с равномерной спектральной плотностью в рабочем диапазоне частот приведена на рис. 3.32.

Этот генератор шума содержит последовательный восьмиразрядный регистр сдвига, выполненный на микросхеме К561ИР2, сумматор по модулю 2 (DD2.1), тактовый генератор (DD2.3, DD2.4) и цепь запуска (DD2.2), выполненные на микросхеме К561ЛП2.

Тактовый генератор выполнен на элементах DD2.3 и DD2.4 по схеме мультивибратора. С выхода генератора последовательность прямоугольных импульсов с частотой следования около 100 кГц поступает на входы "С" регистров сдвига DD1.1 и DD1.2, образующих 8-разpядный pегистpа сдвига. Запись инфоpмации в pегистpа пpоисходит по входам "D". На вход "D" pегистpа DD1.1 сигнал поступает с элементa обратной связи сумматора по модулю 2 - DD2.1. При вккочении питания возможно состояние регистров, когда на всех выходах присутствуют низкие уровни. Так как в регистрах М-последовательности запрещено появление нулевой комбинации, то в схему введена цепь запуска генератора, выполненная на элементе DD2.2. При включении питания последний формирует на своем выходе уровень логической единицы, который выводит регистр из нулевого состояния. На дальнейшую работу генератора цепь запуска не оказывает никакого влияния. Сформированный псевдослучайный сигнал снимается с 8-го разряда регистра сдвига и поступает для дальнейшего усиления и излучения. Напряжение источника питания может быть от 3 до 15 В.

В устройстве использованы КМОП микросхемы серии 561, их можно заменить на микротомы серий К564, К1561 или К176. В последнем случае напряжение питания должно быть 9 В.

Правильно собранный генератор в налаживании не нуждается. Изменением тактовой частоты можно регулировать диапазон частот шума и интервал между спектральными составляющими для заданной неравномерности спектра.

3-29.gif

3-29.gif

3-30.gif

3-30.gif

3-31.gif

3-31.gif

3-32.gif

3-32.gif