3.4. Устройство маскирования речи импульсными помехами

С целью предотвращения прослушивания разговора по каналам связи применяют шифраторы (скремблеры), использующие, в основном, цифровые методы обработки сигналов либо аналоговую инверсию спектра. В данной главе описано простое устройство маскирования речи импульсными помехами в канале связи.

На рис. 47 представлена блок-схема канала связи, имитирующего телефонную линию. Питание в линию подается от источника питания 60 В через резистор R1. При снятии трубки на телефонах ТА1, ТА2 (режим соединения) разговорный уровень (Е0) составляет около 10 В.

Принцип действия маскиратора поясняется с помощью графиков на рис. 48. На графике А показана форма импульсной помехи, поступающей в канал связи от генератора помех. Для маскирования речи в режиме соединения применяется только один генератор, создающий на обоих концах канала связи практически одинаковую мощность помехи. В описываемой схеме частота генератора составляет около 340 Гц, скважность последовательности импульсов около 9. При прослушивании канала связи с импульсной помехой без демодуляции практически невозможно достоверно распознать речь собеседников. Мощная помеха в виде «рокота» воздействует на приемное устройство, запирая входные усилительные цепи, оснащенные автоматической регулировкой усиления (АРУ), например, магнитофон в режиме записи. Кроме этого, такая последовательность импульсов помехи обладает достаточно широким спектром. На графике Б показана форма сигналов речи и помехи в канале связи.

Для демодуляции речи используется синхронная временная селекция с восстановлением уровня постоянной составляющей (Е0)

на время длительности импульса помехи (или чуть больше). На графике В показана восстановленная речь, где вместо импульсов помехи присутствует уровень Е0. Естественно, что во время восстановления Е0 информация теряется, но практически проверено, что потеря информации в 1/10 часть периода не приводит к потере информации в целом, речь лишь немного искажается, и то же время энергия импульсов помехи снижается до минимального уровня.

На рис. 49 приведена принципиальная схема генератора и демодулятора.

В состав генератора входят:

• микросхема DD1;

• транзисторы VT1, VT2 (модулирующий);

• элементы R2, R3, С1, С5, R4, R5, R6, R7;

• источник питания 5 В — DA1, С2. В состав демодулятора входят:

• двунаправленный ключ DA2 с элементом регулировки Е — R8;

• микросхема DD2;

• буферные каскады VT4, VT5;

• входной узел приема VT3;

• элементы R13, R14, R15, С3, R16, С4, R9, R10, R11, R12;

• источник питания 5 В — DA1.

Принцип работы схемы заключается в следующем. Генератор на DD1 формирует последовательность импульсов помехи в соответствии с графиком А (рис. 48). Демодулятор через входной узел VT3 по переднему фронту импульса помехи запускает формирователь DD2.1, рассчитанный на длительность около 0,37 мс. На это время с помощью ключа DA2 через вход 4 на выход 3 подается постоянное напряжение с резистора R8, восстанавливая таким образом Е0 . Вход 1 DA2 в это время заперт. После окончания времени 0,37 мс, задаваемого DD2.1, дальнейшее переключение двунаправленного ключа DA2 определяет формирователь DD2.2, который рассчитан на длительность около 2 мс. Формирователь DD2.2 подключает вход 1 DA2 к выходу 2 (вход 4 DA2 в это время заперт). Таким образом, происходит процесс демодуляции речи с импульсными помехами в канале связи. Демодулятор N2 на противоположном конце линии ТА2 выполнен по аналогичной схеме.

Предложенный вариант маскиратора не обладает серьезной криптостойкостью и может рассматриваться лишь как средство для изучения физических процессов в проводных каналах связи. Для использования такого маскиратора на реальной телефонной линии необходимо предусмотреть ряд дополнительных каскадов для согласования уровней, защиты от напряжения индукторного вызова и пр. Устройство в целом должно соответствовать нормам ГОСТ [2].