Инверсионный скремблер: с чем его едят и почему он не работает как надо

В целом технология, о которой мы сейчас поговорим, старше многих читающих, вспомнили же о ней сравнительно недавно, когда китайцы начали массово клепать чипы прямого преобразования, где в аналоговую часть звукового тракта программно-настраиваемый скремблер был встроен «из коробки». В 1970-х же, например, типичный аналоговый скремблер представлял собой немаленькую приставку к радиостанции, будучи собранным на дискретных элементах:

Принцип работы инверсионного скремблера прост, как валенок, а потому реализуется без особых ухищрений в схемотехнике. Проходящий через скремблер сигнал просто «отражается» вокруг заданной частоты, или, если угодно, инвертируется — отсюда и название.

На выходе микшера мы получаем как разностный, так и суммированный сигнал — при этом, поскольку они оказываются «по разные стороны» относительно частоты инверсии, то разностный сигнал можно выделить обычным фильтром нижних частот. В инвертированном сигнале чем выше частота на входе, тем ниже она на выходе, и наоборот. Только частота, равная частоте инверсии, не меняется вовсе.

Думаю, проблема вам уже очевидна — если выбранная частота инверсии выбрана неудачно относительно тембра голоса, то искажение хотя и присутствует, но только ухудшает разборчивость, не маскируя особо речь. Проверено лично как раз на встроенном в «Бекены» скремблере — звук, конечно, портится, но при этом разобрать смысл можно. В современных схемах, в отличие от «классической» выше, легко решаемой на дискретных компонентах, частота инверсии может уже находиться внутри спектра — например, при частоте 1 кГц сигнал 600 Гц превратится в 1400 Гц, а 1200 Гц — в 800 Гц (тут обрезание фильтром, настроенным на частоту инверсии, уже не сработает).

Более того, при более-менее развитом музыкальном слухе частоту инверсии можно подобрать буквально «на ходу».

В определенной мере проблему решил метод разбиения на полосы по частотам, обычно на две с помощью простого фильтра. Затем каждая из выделенных полос скремблировалась относительно разных частот, после чего результаты смешивались и отправлялись на модулятор передатчика. Звуковая «мешанина» получалась уже грязнее, однако и качество речи при обратном дескремблировании снижалось сильнее. Варианты с тремя и более полосами остались скорее экзотикой.

Поэтому, хотя развитие электроники к конце 1980-х и довело инверсионные скремблеры до совершенства (предельно компактные размеры, позволявшие выпускать скремблеры в виде плат расширения для обычных портативных раций, использование сигнальных процессоров — например, вышеупомянутая Tait T-3000/II использовала 16-битный DSP ZILOG Z8937116FSC), это же время стало для них, казалось бы. концом: степень «секретности» переговоров, защищенных инверсией, не устраивала уже никого.

Вернулись инверсионные скремблеры, как уже было сказано, благодаря китайцам — тем традиционно начихать на то, что маскирование речи при общении в радиолюбительских и безлицензионных диапазонах под запретом, они выдают «максимум фарша за минимум денег». Ну, а то, что толку от этого нет — кого волнует?