Характеристики физических преобразователей

Преобразователем вообще является прибор, который трансформирует изменение одной физической величины в изменения другой. В терминах электроники преобразователь обычно определяется как прибор, превращающий неэлектрическую величину в электрический сигнал или наоборот (рис. 14).

Примером конкретной реализации преобразователей является звукоусилительная система, в которой микрофон (входной преобразователь) превращает звук (воздействующую физическую величину) в электрический сигнал. Последний проходит через усилитель низкой (звуковой) частоты (преобразователь по мощности), а затем поступает на громкоговоритель (выходной преобразователь), воспроизводящий звук существенно более громкий, нежели тот, который воспринимается микрофоном.

Каждый преобразователь действует на определенных физических принципах и образует присущий этим принципам канал передачи информации - канал утечки.

Функции приборов и устройств электроники можно разделить на два основных вида - обработку электрических сигналов и преобразование какого-либо внешнего физического воздействия в электрические сигналы. Во втором случае основную роль выполняют датчики и преобразователи.

Многообразные эффекты внешнего мира не ограничиваются в своих проявлениях лишь электрическими сигналами. Чрезвычайно многочисленны различные физические явления (например звук, свет, давление и т.д.), их можно насчитать не менее нескольких десятков. Для преобразования информации о физических явлениях в форму электрического сигнала в электронных системах используются чувствительные устройства - датчики. Датчики являются началом любой электронной системы, это источники электрического сигнала.

Существуют два вида датчиков:

- специально разработанные для создания необходимого электрического сигнала;

- случайные, являющиеся результатом несовершенства схемы или устройства.

По форме преобразования датчики могут быть разделены на преобразователи сигнала и преобразователи энергии. Если, например, рассматриваются фотодатчики, то фотодиод преобразует энергию света в электрический сигнал, тогда как солнечный элемент преобразует световую энергию в электрическую.

Итак, на преобразователь воздействуют определенные силы, и это воздействие порождает определенную реакцию.

Любой преобразователь характеризуется определенными параметрами. Наиболее важными из них являются:

1. Чувствительность. Это отношение изменения величины выходного сигнала к изменению сигнала на его входе.

2. Разрешающая способность, характеризующая наибольшую точность, с которой осуществляется преобразование.

3. Линейность. Характеризует равномерность изменения выходного сигнала в зависимости от изменения входного.

4. Инертность, или время отклика, которое равно времени установления выходного сигнала в ответ на изменение входного сигнала.

5. Полоса частот. Эта характеристика показывает, на каких частотах воздействия на входе еще воспринимаются преобразователем, создавая на выходе допустимый уровень сигнала.

По физической природе преобразователи делятся на многочисленные группы, среди которых следует отметить такие, как фотоэлектрические, термоэлектрические, пьезоэлектрические, электромагнитные и акустоэлектрические преобразователи, широко использующиеся в современных системах связи, управления и обработки информации (рис. 15)

. Помимо преобразователей источниками каналов утечки информации могут быть различного рода излучатели электромагнитных колебаний, а также паразитные связи и наводки по электрическим и электромагнитным полям.

Таким образом, основными источниками образования технических каналов утечки конфиденциальной информации являются:

- преобразователи физических величин;

- излучатели электромагнитных колебаний;

- паразитные связи и наводки на провода и элементы электронных устройств.

Каждую из этих групп в свою очередь можно декомпозировать по принципам преобразования или иным параметрам. Так, по принципам преобразователи подразделяются на индуктивные, емкостные, пьезоэлектрические и оптические. При этом по виду преобразования они могут быть и акустическими, и электромагнитными.

Излучатели электромагнитных колебаний декомпозируются по диапазону частот на низкочастотные, высокочастотные и оптические.

Паразитные связи и наводки проявляются в виде обратной связи (наиболее характерна положительная обратная связь), утечки по цепям питания и заземления.

Такова общая классификация источников образования технических каналов утечки информации (рис. 16)

.