Читать онлайн «Электрические фильтры. Моделирование. Применение для защиты двухпроводных линий»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ А. Ю. Гришенцев ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ. МОДЕЛИРОВАНИЕ. ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ДВУХПРОВОДНЫХ ЛИНИЙ Учебное пособие Санкт-Петербург 2009 1 УДК 621. 396. 669. 1+004. 942 Гришенцев А. Ю. Электрические фильтры. Моделирование. Применение для защиты двухпроводных линий /учебное пособие. – СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. –52 с. В пособии рассмотрены принципы работы электрических фильтров и их применение в двухпроводных линиях. Особое внимание уделено моделированию электрических фильтров с использованием схемотехнических и численных методов. Пособие адресовано студентам высших учебных заведений обучающимся по направлению 210202. 65. 08 «Проектирование и технология электронных средств» и по специальности 0900104. 65 «Комплексная защита объектов информатизации». Рекомендовано к печати кафедрой Проектирования компьютерных систем от 16 апреля 2009 г. , протокол № 8. СПбГУ ИТМО стал победителем конкурса инновационных образовательных программ вузов России на 2007-2008 годы и успешно реализовал инновационную образовательную программу «Инновационная система подготовки специалистов нового поколения в области информационных и оптических технологий», что позволило выйти на качественно новый уровень подготовки выпускников и удовлетворять возрастающий спрос на специалистов в информационной, оптической и других высокотехнологичных отраслях науки. Реализация этой программы создала основу формирования программы дальнейшего развития вуза до 2015 года, включая внедрение современной модели образования. © СПб ГУ ИТМО, 2009 © Гришенцев А. Ю. , 2009 2  Оглавление ВВЕДЕНИЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 4 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4 Понятие многополюсника ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 4 Резонансные явления и частотные характеристики ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 5 Резонанс в случае последовательного соединения участков r,L,C ... ... ... ... ... ... . . 5 Четырехполюсники и их уравнения ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 7 Характеристические параметры четырехполюсника ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8 Передаточные функции согласованных четырехполюсников ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9 Электрические фильтры ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10 Экспериментальное определение характеристик ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 11 Вольтамперная характеристика диода ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 12 Электрическая линия как канал утечки информации ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 14 Обзор методов защиты двухпроводных линий от утечки информации ... ... ... . 16 Назначение фильтра «Гранит-8», особенности его эксплуатации ... ... ... ... ... ... . 19 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ФИЛЬТРОВ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 21 Метод контурных токов... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 21 Решение линейной системы уравнений с комплексными коэффициентами с помощью «Mathematica» ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 24 Моделирование АЧХ фильтра «Гранит-8»... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 25 Результаты аналитического моделирования, их обсуждение ... ... ... ... ... ... ... ... . . 28 Схемотехническое моделирование фильтра, с помощью «Micro–Cap»... ... ... . 34 Схемотехническое моделирование вольт-амперной характеристики полупроводникового диода ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 38 Численные дискретные фильтры на основании преобразований Фурье ... ... . . 39 Пример использования ДПФ для фильтрации данных ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 42 ПРАКТИЧЕСКАЯ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 45 Общие замечания ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 45 Объект исследования ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 46 Экспериментальные измерения ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 47 Обработка данных ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 47 Выводы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 48 РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 49 Типографские издания ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 49 Электронные ресурсы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 49 КАФЕДРА ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ ... ... ... ... ... . . 51 3  ВВЕДЕНИЕ В пособии рассмотрены некоторые методы защиты двухпроводных линий от утечки информации.