Технічні засоби захисту інформації

          Розрахунок другого вузла аналогічний, тому проводити його не будемо. 
 
 
 
 
 

           
 

6. КОНСТРУКТОРСЬКІ  РОЗРАХУНКИ

6.1. Призначення і сфера застосування. 

          Система кодування телефонної лінії призначена для прийому і дешифрування коду, який задається користувачем. Система захисту телефонної лінії встановлюється в РК і працює в комплексі з ТА і АТС. Пристрій повинен забезпечувати захист телефонної лінії від несанкціонованого доступу до неї (відключати телефонний апарат від лінії і включати його лише при викличному сигналі АТС або підйомі телефонної трубки абонентом; блокувати роботу пристроїв типу «телефонне вухо» і інших; забезпечувати кодовий доступ до телефонного апарату; захищати лінію від просочування мовної інформації у тому числі при використанні методу «ВЧ–нав’язування»). 

6.2. Обгрунтування основних конструкторсько-технологічних рішень 

6.2.1. Вибір аналогів і прототипу

          За аналоги системи захисту телефонної лінії візьмемо: «Кипарис» і  «SEL Sp-17/d». Багато систем побудовано за блоково-модульною схемою  і схожі по своїй конструкції. Конструктивно складаються з корпусу, вузла прийому посилки виклику з АТС, прийому імпульсів коди, управління підключення до телефонної лінії і вузла живлення.

6.2.2. Розбиття принципової схеми на складові частини

           Виходячи з вимог до зручностей експлуатації, надійності роботи, а також враховуючи конструкції вибраних аналогів, система захисту телефонної лінії, що розробляється, виконуватиметься за функціонально-блоковим принципом з розділенням електричної схеми на наступні функціонально закінчені вузли.

• Вузол прийому посилки виклику з АТС виготовлений на платі, на якій змонтуємо всі елементи і деталі функціонального призначення вузла.
• Вузол прийому імпульсів коду виготовлений на платі, на якій змонтуємо всі елементи і деталі.
• Вузол управління і підключення телефону до телефонної лінії виготовлений на платі, на якій змонтуємо всі елементи і деталі.
• Вузол живлення виготовлений на платі, на якій змонтуємо всі елементи і деталі.
• Вузол дешифраторів виготовлений на платі, на якій змонтуємо всі елементи і деталі.
• Вузол  перемикачів коду виготовлений на платі, на якій змонтуємо всі елементи і деталі.

6.2.3. Компоновка виробу.

          Пристрій, що розробляється, має шість закінчені функціональні вузли: вузол дешифраторів, вузол прийому виклику з АТС, вузол прийому імпульсів, вузол  управління і підключення телефону до лінії, вузол перемикачів коду і вузол живлення. Проведемо компоновку з врахуванням аналогів і прототипу.          Для економії матеріалів і спрощення монтажу виберемо однобічну компонувальну схему.

1 - шасі;

2 - вузол прийому виклику посилки з АТС;

3 - вузол прийому імпульсів кола;

4 - вузол управління і підключення телефону до телефонної лінії;

5 - вузол живлення;

6 - вузол дешифраторів;

7 –  вузол перемикачів коду. 

Рис.6.1. Розміщення вузлів у корпусі приладу

.

6.2.4. Опрацювання основних елементів конструкції.

          Як вже говорилося, пристрій матиме корпус. На задній стінці будуть гнізда для підключення телефонної лінії. 

6.3. Загальний опис конструкції пристрою захисту телефонної лінії від несанкціонованого доступу. 

          Пристрій захисту телефонної лінії від несанкціонованого доступу конструктивно виконаний у вигляді одного блоку. Корпус пристрою складений з бокових, нижньої та верхньої, задньої та передньої панелей виготовлених штампуванням з нержавіючої сталі. Всередині корпусу розміщені складові вузли блоку, які кріпляться до внутрішньої перегороджуючої панелі з одної сторони. Це:

• вузол живлення, який подає напругу живлення на пристрій для підвищення надійності пристрою і для подачі напруги 8 В на мікросхему;
• вузол прийому виклику з АТС, що забезпечує виклик телефонного апарату;
• вузол підключення телефону до лінії, що забезпечує підключення телефонного аппарату до лінії і виклик його;
• вузол дешифраторів, що забезпечує прийом і дешифрування коду для подульшої роботи пристрою;
• вузол перемикачів коду, який задає код для приймання сигналу.

          На задній панелі блоку розміщено всі роз`єми для підключення пристрою до телефонного аппарату і лінії:  роз’єм для подачі живлення ~ 30 В на пристрій, роз’єм для підключення телефонного апарату. Габарити пристрою 100´60´40 мм, вага пристрою 0,5 кг.

6.3.1. Розрахунок теплообміну виробу.

          Конструкція блоку являє собою пластмасовий корпус з природнім

охолодженням. Оскільки пристрій являє собою радіоелектронну  систему з упорядкованим розподілом елементів, плата з радіо- компонентами має щільне компонування та займає весь об’єм пристрою тому розрахунок будемо проводити за відповідною  методикою для геометричної радіоелектронної системи.

          Температурний режим виробу визначає температуру електрорадіоелементу (ЕРЕ), що входить до його складу. Метою розрахунку теплового режиму виробу є оцінка виконання умови:

де  - гранично допустиме значення температури ЕРЕ, що встановлюється в нормативно-технічній документації на конкретний тип ЕРЕ.

          Вибираємо теплову модель виробу.

          Для ілюстрації теплового моделювання та розрахунку теплової схеми приведемо нашу конструкцію до простої з геометричними розмірами 100×60×40мм. Враховуючи особливості теплообміну в даній конструкції, представимо теплову модель у вигляді корпусу та умовно нагрітої зони:

Теплова модель конструкції/

Теплова схема такого пристрою представляється  у вигляді:

де  - потужність що виділяється в нагрітій зоні;

- тепловий опір – нагріта  зона-корпус;

- тепловий опір – корпусу;

- тепловий опір – корпус-середовище;

- температура нагрітої зони;

- температура внутрішньої поверхні  корпусу;

- температура зовнішньої поверхні  корпусу;

- температура середовища.

Визначимо вихідні дані для розрахунку.

1. Потужність  розсіювання пристроєм  мВт.

2. Лінійні  розміри корпусу тюнера:

- довжина  мм;

- ширина  мм;

- висота  мм;

3. Коефіцієнт  заповнення  ;

4. Тиск  навколишнього середовища  МПа;

5. Температура  навколишнього середовища  .

Розрахуємо  температурний режим виробу.

Визначаючими  параметрами для розрахунку являються  питома потужність розсіювання блоку  пристрою в цілому та нагрітої зони .

;

;

Де  - потужність розсіювання пристроєм;

- площа поверхні корпусу пристрою;

- умовна площа поверхні нагрітої  зони.

Розраховуємо  площу поверхні блоку за формулою:

де  - горизонтальні розміри корпусу блоку;

- вертикальний розмір корпусу.

(м²)

Визначаємо  умовну поверхню нагрітої зони за формулою:

де    – коефіцієнт заповнення.

(м²)

Визначаємо  питому потужність корпусу блоку  за формулою:

(Вт/м²)

Визначаємо  питому потужність нагрітої зони за формулою:

(Вт/м²)

Знаходимо коефіцієнт залежності від питомої провідності  корпусу блоку за формулою:

Знаходимо коефіцієнт залежності від питомої  потужності нагрітої зони за формулою:

           Зміни атмосферного тиску ззовні корпусу впливає на перегрів корпусу пристрою відносно температури навколишнього середовище, а всередині корпусу – на перегрів нагрітої зони відносно температури корпусу пристрою. Виходячи з цього перегрів нагрітої зони в загальному випадку визначається:

де  – коефіцієнт, що залежить від атмосферного тиску зовні корпусу;

  - коефіцієнт, що залежить  від тиску всередині корпусу  блоку.

Знаходимо коефіцієнт, що залежить від атмосферного тиску зовні корпусу:

- атмосферний тиск, МПа зовні  пристрою;

Знаходимо коефіцієнт, що залежить від тиску  всередині корпусу блоку:

Тоді  перегрів нагрітої зони:

Розрахуємо  середній перегрів повітря в блоці  за формулою:

Визначаємо середню температуру повітря:

де  - температура навколишнього середовища.

Визначаємо  температуру нагрітої зони за формулою:

Визначаємо  температуру корпусу пристрою:

Найбільш  теплочутливим елементом в системі  являється транзистор КSA539 (аналог КТ503Е), гранично допустима температура якого .

Так як виконується необхідна умова:

          Таким чином вдамо перевагу герметичному корпусу, так як в цьому випадку можна забезпечити найкращий захист від пилу, бруду та вологи. При потужності споживання (2 мВт) та температури навколишнього середовища

( ), можна забезпечити конструкцію герметичною.

6.3.2. Вибір технології виготовлення друкованої плати.

          В даний час найбільшого  розповсюдження отримали хімічний, електрохімічний та комбіновані методи виготовлення плат.

          Вибираємо хімічний метод, так як він забезпечує високу продуктивність та точність.

6.3.3. Вибір матеріалу плати.

          В якості матеріалу для виготовлення друкованої плати застосовують фольгований діелектрик, що складається  з електроізоляційної основи, покритою мідною фольгою з одного боку. Мідна фольга має товщину 35мкм. Товщину плати вибираємо 1мм.

         Є велика кількість матеріалів для виготовлення друкованих плат, серед них: гетинакс, склотекстоліт і т.д. Друковану плату можна зробити, використовуючи в якості діелектричної основи, гетинакс, текстоліт, термореактивні пластмаси, скло, кераміку. Вибираємо склотекстоліт, так як він має наступні переваги, в порівнянні з другими матеріалами: