Лабораторный стенд 5 для исследования частотных характеристик сигналов интерфейса передачи информации USB 2.0 выполнен в соответствии с рисунком 46 (47) и включает в себя:
Исследование и измерение частотных характеристик сигналов интерфейса передачи информации USB 2.0
Подключили флэш-накопитель к СВТ. Использовали тест-сигнал со следующими настройками, приведёнными на рисунке 62.
Рисунок 62 – Скриншот настроек тестовой программы
Тестовая программа сформировала последовательность записываемых пакетов, состоящих из последовательности бит 01010101… в режиме записи.
На основании измерений временных характеристик сигнала частота следования импульсов USB 2.0 находится около 240 МГц для данного теста записи/чтения.
Для проведения измерений ПЭМИ видеосистемы установили основные параметры анализатора спектра в соответствии с таблицей 5. В момент измерения режим измерения переведён на «удержание максимума».
На основании параметров на анализаторе спектров была получена спектрограмма, приведённая на рисунке 63. В соответствии с спектрограммами были получены значения амплитуды сигнала (сигнал+шум) и значение шума в таблице 11.
Рисунок 63 – Спектрограмма ПЭМИ флэш-накопителя
Таблица 11 – ПЭМИ флэш-накопителя
Частота, МГц
Сигнал + Шум, дБ/мкВ
Шум, дБ/мкВ
239, 9331
16,2
3,8
479,9561
13,5
2,8
720,0060
18,7
2,6
960,0120
13,6
0,5
Установка лабораторного стенда 6 «Исследование частотных характеристик сигнала клавиатуры USB 1.1 СВТ и измерение ПЭМИ»
Лабораторный стенд 6 для исследования частотных характеристик сигналов интерфейса передачи информации USB 1.1 (Клавиатура) выполнен в соответствии с рисунком 46 (47) и включает в себя:
Исследование и измерение частотных характеристик сигналов интерфейса передачи информации USB 1.1 (Клавиатура)
Использовали тест-сигнал со следующими настройками, приведёнными на рисунке 64.
Рисунок 64 – Скриншот настроек тестовой программы
При нажатии клавиш на клавиатуре тестовая программа формировала последовательность записываемых пакетов, состоящих из последовательности различных бит.
На основании измерений временных характеристик сигнала частота следования импульсов USB 1.1 находится около 713 кГц для данного теста.
Для проведения измерений ПЭМИ видеосистемы установили основные параметры анализатора спектра в соответствии с таблицей 5. Изменяя параметры измерений анализатора, положение антенны, используя режим однократной развёрстки, получили спектрограмму ПЭМИ клавиатуры и результаты измерений сигнала и шума в таблице 12. Магнитную составляющую поля найти не удалось.
Рисунок 65 – Cпектрограмма ПЭМИ клавиатуры
Таблица 12 – ПЭМИ клавиатуры
Электрическая составляющая поля
Частота, кГц
Сигнал + Шум, дБ/мкВ
Шум, дБ/мкВ
786,717
65,3
51,2
1554,869
58,7
48,7
2211,929
51,5
31,2
3000,000
50,5
41,2
Магнитная составляющая поля
Сигнал не обнаружен на фоне естественных помех
Выводы
В ходе выполнения лабораторной работы были решены следующие задачи:
- Исследование структуры и временных характеристик видеосигнала испытуемой СВТ;
- Исследование структуры и временных характеристик сигнала интерфейса передачи информации USB 2.0, используемый в флеш-накопитель, испытуемой СВТ;
- Исследование структуры и временных характеристик сигнала интерфейса передачи информации USB 1.1, используемый в периферийных устройствах типа клавиатуры, испытуемой СВТ;
- Исследование спектра и частотных характеристик видеосигнала испытуемой СВТ;
- Исследование спектра и частотных характеристик сигнала интерфейса передачи информации USB 2.0, используемый в флеш-накопитель, испытуемой СВТ;
- Исследование спектра и частотных характеристик сигнала интерфейса передачи информации USB 1.1, используемый в периферийных устройствах типа клавиатуры, испытуемой СВТ;
Были измерены ПЭМИ видеосистемы. При изменении тестового сигнала видеосистемы изменялись период, амплитуда, длительность импульса, в связи с чем изменялись и амплитудно-частотные характеристики. Максимальное излучение происходило в режиме теста «черно-белый точка через точку», соответственно для расчёта максимальной зоны перехвата целесообразно использовать этот тест.
Были измерены ПЭМИ флеш-накопителя. Интерфейс USB 2.0 при передаче по шине данных, формирует пакеты, содержащие информацию и служебные данные. Интерфейс является адаптивным и не имеет выраженного дискретного спектра в отличие от видеосистемы. В связи с чем информативная часть сигнала постоянно перемещается по спектру по частоте с нарастанием и убыванием амплитуды в районе 240 МГц.
Были измерены ПЭМИ клавиатуры USB 1.1. Интерфейс USB 1.1 является низкоскоростным и составляет передачу данных около 713 кГц. Сигнал формируется аналогичным образом, что и USB 2.0, но с большим интервалом между пакетами (частота следования пакетов 125 Гц) и без перепадов амплитуды пакета.
Контрольные вопросы
1. Почему для проведения измерений используют тест «точка через точку»?
Наиболее рациональным для исследования ПЭМИ является тест «точка – через – точку», так как при его использовании мы наблюдаем минимальное количество гармонических спектральных составляющих ПЭМИ, но при этом амплитуда максимальна.
2. Почему при изменении теста с «точка через точку» на «две точки через две» происходит смена тактовой частоты?
Причиной изменения тактовой частоты служит увеличение периода сигнала.
3. В скольких режимах проводят проверку USB накопителей?
Запись, чтение. Максимальное ПЭМИ наблюдается в режиме записи.
4. Поясните структуру кадра испытуемой видеосистемы?
Сначала подаётся сигнал синхронизации по кадрам (вертикальная), чтобы разнести кадры по времени. Далее идёт сигнал синхронизации по строке (горизонтальная синхронизация), чтобы разнести строчки кадра по времени. Далее идёт пачка импульса строки, содержащий наполнение сигналов, формирующих изображение, (они задают цвет пикселя). Для теста «черно-белый точка через точку» период следования импульсов 9,3 нс, что соответствует частоте 54 МГц для разрешения 1280х1024х60.
5. От чего зависит тактовая частота монитора?
Картинка на экране ЖК монитора обновляется, обычно, с частотой 60 – 70 раз в секунду, в зависимости от типа дисплея и данных, выдаваемых выходом видеокарты. Частота обновления яркости (цвета) каждого пиксела зависит от размеров изображения (количества пикселей по горизонтали и вертикали), частоты обновления экрана и особенностей видеокарты.
