Дослідження способів побудови генераторів шуму
Автор: Кондрат Ігор Михайлович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютеризовані системи управління та автоматика
Інститут: Інститут комп'ютерних технологій, автоматики та метрології
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Кондрат І.М., Наконечний М.B. (керівник). Дослідження способів побудови генераторів шуму. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Розширена анотація. У магістерській кваліфікаційній роботі досліджуються способи побудови генераторів шуму. У вступній частині описано галузі, в яких застосовують генератори шуму. Наприклад, як аналізатори акустичних властивостей приміщень, вимірювачі частотних характеристик, електронні ігри (для генерації випадкових чисел), синтезатори музики й мови. Для захисту приміщень від прослуховування пропонуються різні типи генераторів акустичних шумів. Об’єкт дослідження - процес побудови генераторів шуму. Предмет дослідження - сукупність теоретичних, методологічних та прикладних принципів побудови генераторів шуму. Мета дослідження - розроблення та аналіз адаптивних генераторів віброакустичної завади для захисту виділених приміщень від просочування акустичної інформації вібраційним і акустичним каналами. У першому розділі роботи досліджено методи побудови генераторів шуму, розроблено класифікацію шумів. За результатами дослідження дійшли висновку, що широке застосування отримали неакустичні шуми (так звані радіоелектронні шуми). Окремо проаналізовано способи отримання шуму: аналогові й цифрові [1]. Найефективнішим засобом захисту приміщень, призначених для проведення конфіденційних заходів, від знімання інформації через шибки, стіни, системи вентиляції, труби опалювання, двері тощо є пристрої віброакустичного захисту. Запропоновано найпростіші методи отримання "білого шуму", які полягають у використанні електронних елементів (ламп, транзисторів, діодів). У другому розділі роботи досліджено пуассонівські імпульсні генератори. В основі методики дослідження генератора шуму лежить оцифрування вихідної напруги генератора шуму з допомогою аудіопорту (звукової карти комп’ютера), запис вибірки сигналу довжиною 10 с., обробка вибірки сигналу з допомогою розробленої Matlab-програми з видачею значень параметрів (середнього значення, максимуму і мінімуму, середньоквадратичного відхилення, спектральної густини і характеристик у вигляді графіків [3]. Вибір напівпровідникових стабілітронів у даній розробці в якості задаючого генератора невипадковий. Досліджувалися шумові характеристики різних джерел, у тому числі й напівпровідникових стабілітронів. У підсумку виявилася доцільність використання стабілітронів з лавинним характером пробою, здатних генерувати шумові сигнали в діапазоні частот від 10 Гц до 20-25 МГц і середньому розмаху вихідної напруги близько 20 мВ при величинах зворотних струмів від 120 мкА до 140 мкА. Також застосування стабілітрона як джерела шуму дозволяє мінімізувати апаратні та енергетичні витрати при практичній реалізації генератора шуму [4]. Третій розділ роботи містить розробку схем генераторів шуму та їх детальне дослідження. Попереднє проектування цифрового генератора шуму звелося до вибору тактової частоти й кількості розрядів регістра зсуву. Конкретну структуру формування цифрової М-послідовності визначено як математичними закономірностями, так і додатковими умовами. Встановлено, що конструкція і частотний діапазон випромінювачів повинні забезпечувати ефективну передачу вібрації. З метою отримання білого шуму запропоновано використовувати електронні елементи, що продукують шум (лампи, транзистори, діоди) з посиленням напруги шуму [5]. В четвертому розділі роботи визначено комплексний показник якості проектованого генератора шуму і порівняно його з аналогом, розраховано економічний ефект приладу у сфері експлуатації. Ключові слова: генератори шуму, акустичні шуми, пуассонівські імпульсні генератори, цифровий генератор шуму, просторове та лінійне зашумлення. Перелік використаних літературних джерел: 1. Дудикевич В. Б. Аналіз наявних підходів до протидії несанкціонованому доступу в інформаційних мережах держави на основі теорії ігор / В. Б. Дудикевич, І. Р. Опірський, В. А. Сусукайло // Науковий вісник НЛТУ України. - 2016. - Вип. 26.3. - С. 345-349. - Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/nvnltu_2016_26.3_59 2. Дзелендзяк У., Самотий В. Система автоматизованого розпізнавання рухів // Автоматика, вимірювання та керування: Вісник НУ "Львівська політехніка" – 2014. – №802 – С. 28-36. 3. Lagun I. The Methods of Choosing the Wavelets for One Dimensional Signal Processing // Advances in Cyber-Physical Systems – 2019 – №4 – pp. 84 – 90. 4. Модла Р.М., Павельчак А.Г., Вітер О.С., Бритковський В.М. Автоматизація діагностування електронних систем запалювання бензинових двигунів автомобілів. – Збірник наукових праць «Комп’ютерні технології друкарства». Випуск №2 (38) / 2017. – С.50-56. 5. Ivakhiv O., Muhenyk P., Nakonechnyi M., Viter O. Programmable Flexible System, p.p.117-120. – IEEE 13th Scientific and Technical Conference on Computer Sciences Information Technologies (CSIT 2018). – September 11-14 2018, Lviv, Ukraine.