Курсовая работа: Акустоэлектрические преобразователи. Принципы работы. Особенности конструкции и использования
Примерами преобразователей электромагнитной системы являются электромагнитные капсюли, электрические звонки постоянного и переменного тока, электромагнитные реле.
Следует обратить внимание на то, что и в этом случае не представляется возможным уменьшить коэффициент преобразования у подобных систем при сохранении требуемых рабочих параметров этих элементов.
Электростатические преобразователи
Простейшим преобразователем этой системы является электрический конденсатор, одна пластина которого подвижная, другая закреплена неподвижно.
Коэффициент преобразования определяется соотношением: η=U0*S/ω*a*Zм
U0 - напряжение приложенное к пластинам,
S - площадь пластин,
а - зазор между пластинами,
Zм - механическое сопротивление системы,
ω - частота воздействующего поля.
Для получения эффекта преобразования на пластины необходимо подать напряжение. Примерами устройств действующих по этой системе являются пластины различных реле (если провода от них выходят за пределы контролируемой зоны), монтажные провода или электрические детали плат, расположенные вблизи металлического корпуса технического средства.
Уменьшить коэффициент преобразования (и, соответственно величину опасного сигнала) возможно при уменьшении площади пластины конденсатора или увеличении механического сопротивления системы с помощью заливки (проводников, плат, схем и т.п.).
Механострикционные преобразователи:
Механострикция - деформация, возникающая в ферро-, ферри- и антиферромагнитных материалах при наложении механических напряжений (например, звуковая волна), изменяющих магнитное состояние (намагниченность) образцов.
В отсутствие внешнего магнитного поля механические напряжения вызывают в таком материале процессы смещения границ магнитных доменов и вращения векторов их самопроизвольной намагниченности, что приводит к дополнительному, по сравнению с упругим, изменению намагниченности. Возможность подобных каналов утечки информации основана на свойствах магнитных материалов изменять намагниченность под действием внешней силы. Если на сердечнике из магнитного материала разместить обмотку, то действие звукового поля на сердечник приведет к появлению в обмотке ЭДС опасного сигнала.
Механострикционный эффект свойственен электрическим трансформаторам, дросселям, электромагнитным реле и другим элементам, в которых витки расположены на магнитном сердечнике.
Чувствительность в системе (коэффициент акустоэлектрического преобразования) зависит от магнитострикционной чувствительности материала. Как показывает опыт, при изменении процентного содержания кремния в сплавах стали с никелем можно существенно уменьшить магнитострикционную составляющую чувствительности сплава.
Можно в ряде случаев использовать комбинированную систему уменьшения коэффициента преобразования за счет заливки трансформатора, находящегося в экране, вязким компаундом.
Акусторезистивные преобразователи
Наиболее известным акусторезистивным преобразователем является угольный микрофон, конструкция которого представляет собой металлическую коробку с угольным порошком. Сверху коробка закрыта тонкой пластиной - мембраной, сделанной из проводящего электрический ток материала. Пластинка изолирована от коробки и лежит прямо на порошке. Действие такого микрофона (преобразователя) основано на свойстве угольного порошка менять электрическое сопротивление в зависимости от давления. Звуковые волны речи заставляют мембрану колебаться и она сильнее или слабее сдавливает порошок, изменяя величину сопротивления столба порошка.
В стандартном угольном микрофоне это свойство используют для превращения звуковых колебаний в электрические, для чего к микрофону подсоединяют электрическую батарею так, чтобы ток проходил через угольный порошок.
Сила тока будет изменяться в зависимости от сопротивления порошка (а последнее зависит от силы акустического сигнала) и таким образом акустические волны превращаются в электрические колебания.
Аналогичный резистивный эффект, связанный с изменением электрического сопротивления твердого проводника (полупроводника, металла), возникает в результате его деформации под механическим воздействием. Наиболее серьезно этот эффект проявляется в полупроводниках, где он связан с изменением энергетического спектра носителей заряда при деформации, с изменением ширины запрещенной зоны и энергией примерных уровней, с изменением эффективных масс носителей заряда и т.п.
Вольтамперная характеристика полупроводниковых приборов часто определяется малой областью объема полупроводников и поэтому при концентрации механических напряжений именно в этой области даже малое механическое усилие создает значительные изменения высоты потенциального барьера для носителей, что приводит к изменению вольтамперной характеристики прибора. Существует целый ряд полупроводниковых элементов, которые служат датчиками механических напряжений и ускорений.
Таким образом, значительное количество элементов, окружающих нас различных устройств, используемых в практической деятельности, обладает акустопреобразовательным эффектом и, следовательно, могут являться источником для создания канала утечки конфиденциальной акустической информации. Возможный перечень таких элементов приведен в таблице
| Электродинамические | Электромагнитные | Электростатические | Пьезоэлектрические | Акусто резистивные | Магнитострикционные |
|
Электро- Динамический громкоговоритель | Электрические звонки | конденсаторы | пьезодатчики | Угольные микрофоны | фильтры |
|
Электро- Динамический микрофон | Звонковые цепи телефона | Реле провода | Кварцевые вибраторы | резонаторы | |
| Катушечные, ленточные, Электродинамические измерительные приборы |
Вторичные электрочасы К-во Просмотров: 406
Бесплатно скачать Курсовая работа: Акустоэлектрические преобразователи. Принципы работы. Особенности конструкции и использования
|