Что такое генератор сика

В поисках криптостойкого ГПСЧ

В сегодняшнем посте речь пойдет о криптостойкости генераторов псевдослучайных чисел (ГПСЧ).
Для начала определимся, что же такое криптостойкий ГПСЧ (КСГПСЧ).

КСГПСЧ должен удовлетворять «тесту на следующий бит». Смысл теста в следующем: не должно существовать полиномиального алгоритма, который, зная первые k битов случайной последовательности, сможет предсказать k+1 битов с вероятностью более 50 %.

Возможно, кое-кто из читателей использовал такие ГПСЧ, как регистры сдвига с линейной обратной связью (РСЛОС) или любимый многими программистами Вихрь Мерсенна. Я постараюсь показать, что оба этих способа, несмотря на весьма хорошие статистические свойства и большие периоды, не соответствуют приведенному выше определению и их нельзя считать криптографически стойкими, а также предложу, в качестве альтернативы, два очень надежных ГПСЧ.

Регистр сдвига с линейной обратной связью

Часто доводилось видеть как этот метод предлагали использовать в криптографических целях, поэтому, с него, собственно, и начнем. Такого рода генераторы состоят из сдвигового регистра и функции обратной связи.

Каждый ГПСЧ на РСЛОС связан с определенным многочленном, который характеризует длину регистра и функцию обратной связи. К примеру, многочлену соответствует следующий регистр:

Степень многочлена задает длину регистра, ненулевые члены описывают какие элементы регистра составляют отводную последовательность.
Если многочлен образующий отводную последовательность является неприводимым по модулю 2, тогда период генерируемой регистром последовательности будет максимальным и вычисляется по формуле .

Перед началом работы в регистр заносится произвольная последовательность бит, которая называется начальным состоянием. После чего каждый такт генератора возвращает 1 бит, выглядящий совершенно случайным.
Сами по себе РСЛОС являются хорошими ГПСЧ, но в силу того, что полученные с их помощью биты имеют линейную связь использовать РСЛОС в криптографических целях неразумно.
Если злоумышленник получит последовательность бит длиной n, сгенерированную с помощью РСЛОС он может загрузить эти биты в регистр и прокрутив его назад получит начальное состояние. Знание начального состояния даст ему доступ ко всем сгенерированным раннее и генерируемым в будущем последовательностям.

Хорошей идеей может показаться скрытие информации о регистре. Тогда, даже получив последовательность длиной n атакующий не сможет предпринять шагов по вскрытию начального состояния.
Но такая ситуация легко решается с помощью алгоритма Berlekamp–Massey. Данный алгоритм позволяет вскрыть связанные с РСЛОС многочлен. Для этого достаточно иметь сгенерированную регистром последовательность длиной всего 2n.
Алгоритм достаточно прост в реализации:

На вход поступает последовательность бит, сгенерированная с помощью РСЛОС. В качестве результата возвращается многочлен, характеризующий схему обратной связи.

Разумеется, РСЛОС можно объединять в каскады для более криптостойкого ГПСЧ. Эта идея используется в некоторых поточных шифрах. Однако, многие генераторы, основанные на этом способе уязвимы к так называемым корреляционным атакам. Немного подробностей об этом виде атак я приводил в своем недавнем посте Безопасность GSM сетей: шифрование данных. Здесь же скажу только, что с помощью корреляционной атаки, злоумышленник обладая последовательностью сгенерированной ГПСЧ имеет возможность восстановить начальное значение и получить доступ ко всем генерируемым в будущем значениям.

Вихрь Мерсенна

Гораздо более интересным на мой взгляд является ГПСЧ, называемый Вихрь Мерсенна. Существует несколько вариантов алгоритма, Мы рассмотрим только наиболее часто используемый MT19937. Кратко опишем этот алгоритм.
Вихрь Мерсенна состоит из двух частей: РСЛОС и закалки.

Регистр сдвига состоит из 624 элементов, каждый длиной 32 бита. Инициализация начального состояния описывается функцией:

На вход инициализационной функции подается некое значение seed, с помощью которого осуществляется заполнение всего регистра.

На первом и каждом последующем 624-м шаге происходит перемешивание внутреннего состояния регистра:

На каждом шаге алгоритм возвращает следующее число из текущего состояния регистра и производит так называемую «закалку»:

Для того чтобы получить доступ к внутреннему состоянию алгоритма атакующему достаточно получить последовательность состоящую из 624 чисел.
Все что нужно сделать это вернуть числа сгенерированные алгоритмом к состоянию, в котором они находились до этапа «закалки». Для этого необходимо проделать все шаги закалки в обратном направлении. Например, рассмотрим последний шаг закалки:
y := y ^ (y >>> 18)
Давайте посмотрим что происходит с двоичными данными при выполнении этой операции:
y 101101110101111001 11111001110010
y >>> 18 00000000000000000010110111010111 100111111001110010
y ^ (y >>> 18) 101101110101111001 01001110100101
Как видите, первые 18 бит результата и исходного числа совпадают. Для того чтобы восстановить оставшиеся 14 бит нам нужно проделать следующее действие:
result ^ (result >>> 18)
Действуя аналогичным образом для всех шагов этапа закалки мы получим элемент начального состояния ГПСЧ:

Как я уже отмечал выше, если атакующий имеет 624 числа сгенерированных с помощью Вихря Мерсенна этого достаточно для того чтобы восстановить все внутреннее состояние и предугадывать с вероятностью 100% все генерируемые в последующем числа.

Криптостойкие ГПСЧ

В качестве альтернативы я хочу предложить два очень надежных метода.

Алгоритм Blum — Blum — Shub
Данный генератор основан на сложности решения задачи факторизации больших чисел.
Алгоритм генерирует последовательность псевдослучайных бит и состоит из следующих шагов:

• Сгенерировать два больших простых числа p, q, таких, что p=q=3 mod 4.
• Вычислить M = p*q.
• Взять большое число x₀, взаимно простое с M.
• На каждом шаге генерации последовательности вычисляется число x_i+1 = x_i 2 mod M.
• В качестве результата возвращается последний бит числа x_i.

На сегодняшний день этот алгоритм является, пожалуй, наиболее надежным ГПСЧ. Для вскрытия начального состояния или угадывания следующего элемента псевдослучайной последовательности атакующий должен знать числа p и q.
У генератора BBS есть только один недостаток — это крайне низкая скорость. Для увеличения производительности на каждом шаге генерации можно возвращать вместо одного, log(log M) бит. Это позволит увеличить скорость не снижая криптостойкости.

Режим шифрования CTR
Более быстрым, но столь же надежным способ получения псевдослучайной последовательности является CTR режим шифрования блочных шифров, другими словами режим счетчика. В качестве шифрующей функции можно использовать любой стойкий блочный шифр, к примеру AES.

На вход шифрующей функции подается ключ шифрования и блок данных размеров 128 бит, состоящий из случайной битовой строки и счетчика. На каждом шаге счетчик увеличивается на единицу, гарантируя тем самым неповторяющуюся последовательность блоков. Генерируемая последовательность состоит из зашифрованных блоков. Для того чтобы предугадать следующий элемент генерируемой последовательности злоумышленнику необходимо вскрыть ключ шифрования, т.е. задача сводится ко взлому используемого в схеме блочного шифра.

Генераторы Python: что это такое и зачем они нужны

Генераторы используют, чтобы оперативная память не давилась большими объёмами информации. В Python это фишки, экономящие память.

Допустим, у вас есть файл, который весит десяток гигабайт. Из него нужно выбрать и обработать строки, подходящие под какое-то условие, а то и сравнить со строками другого большого файла.

Другой пример: нужно проанализировать практически бесконечный поток данных. Это могут быть, например, показания счётчиков, биржевые котировки, сетевой трафик.

А может, нужно создать поток данных самостоятельно: рассчитать комбинаторную структуру для определения вероятности какого-то события, математическую последовательность или последовательность случайных чисел.

Что делать? Хранить такие объёмы данных в компьютере нереально: они не поместятся в оперативную память — а некоторые и на жёсткий диск. Выход один — обрабатывать информацию небольшими порциями, чтобы не вызывать переполнения памяти. В Python на этот случай есть специальный инструмент — генераторы.

Программист, консультант, специалист по документированию. Легко и доступно рассказывает о сложных вещах в программировании и дизайне.

Что такое генератор и как он работает?

• Генератор — это объект, который сразу при создании не вычисляет значения всех своих элементов.
• Он хранит в памяти только последний вычисленный элемент, правило перехода к следующему и условие, при котором выполнение прерывается.
• Вычисление следующего значения происходит лишь при выполнении метода next(). Предыдущее значение при этом теряется.

Этим генераторы отличаются от списков — те хранят в памяти все свои элементы, и удалить их можно только программно. Вычисления с помощью генераторов называются ленивыми, они экономят память.

Рассмотрим пример: создадим объект-генератор gen с помощью так называемого генераторного выражения. Он будет считать квадраты чисел от 1 до 4 — такую последовательность создаёт функция range(1,5).

Когда мы выведем на консоль переменную gen, то увидим лишь сообщение, что это объект-генератор.

При четырёх вызовах метода next(a) будут по одному рассчитываться и выводиться на консоль значения генератора: 1, 4, 9, 16. Причём в памяти будет сохраняться только последнее значение, а предыдущие сотрутся.

Когда мы попытаемся вызвать next(gen) в пятый раз, генератор сотрёт из памяти последний элемент (число 16) и выдаст исключение StopIteration.

Всё! Генератор больше не работает. Сколько бы мы ни вызывали next(gen), ничего считаться не будет. Чтобы запустить генератор ещё раз, придётся создавать его заново.

И что, для вычисления генератора придётся много раз вызывать next()?

Нет, значения можно вычислять в цикле for. В этом случае метод next() вызывается неявно. Например:

Когда весь цикл пройден, произойдёт исключение StopIteration. Хотя на консоль сообщение об этом не выводится, но генератор помнит о нём и больше работать не будет. То есть цикл for можно запускать только один раз, во второй раз не получится. Нельзя об этом забывать.

И чем помогут генераторы в наших задачах?

Для этого сначала рассмотрим упрощённый способ создания генератора — с помощью генераторного выражения.

Генераторные выражения позволяют создавать объект-генератор в одну строчку. В общем случае их пишут по шаблону:

( выражение for j in итерируемый объект if условие)

Где for, in, if — ключевые слова, j — переменная.

Пример генераторного выражения мы рассмотрели выше. Теперь посмотрим, как можно применить его для обработки большого файла.

Перед нами задача: на сервере есть огромный журнал событий log.txt, в котором хранятся сведения о работе какой-то системы за год. Из него нужно выбрать и обработать для статистики данные об ошибках — строки, содержащие слово error.

Такие строки можно выбрать и сохранить в памяти с помощью списка:

Здесь path — путь к файлу log. В результате сформируется список вида:

[строка1, строка2, строка3, ….. ]

В списке e_l содержатся все строки со словом error, они записаны в память компьютера. Теперь их можно обработать в цикле. Недостаток метода в том, что, если таких строк будет слишком много, они переполнят память и вызовут ошибку MemoryError.

Переполнения памяти можно избежать, если организовать поточную обработку данных с использованием объекта-генератора. Мы создадим его с помощью генераторного выражения (оно отличается от генератора списка только круглыми скобками).

Рассмотрим следующий код:

• Генераторное выражение возвращает объект-генератор err_gen.
• Генератор начинает в цикле выбирать из файла по одной строке со словом error и передавать их на обработку.
• Обработанная строка стирается из памяти, а следующая записывается и обрабатывается. И так до конца цикла.

Этот метод не вызывает переполнения, так как в каждый момент времени в памяти находится только одна строка. При этом нужный для работы объём памяти не зависит от размера файла и количества строк, удовлетворяющих условию.

Генераторы часто используют при веб-скрапинге . Они позволяют поочерёдно получать нужные веб-страницы и обрабатывать их информацию. Это намного эффективнее, чем загрузить в память сразу все выбранные страницы и затем обрабатывать их в цикле.

Как ещё можно создавать генераторы?

Генераторные выражения — это упрощённый вариант функций-генераторов, также создающих генераторы.

Функция-генератор отличается от обычной функции тем, что вместо команды return в ней используется yield. И если return завершает работу функции, то инструкция yield лишь приостанавливает её, при этом она возвращает какое-то значение.

При первом вызове метода next() выполняется код функции с первой команды до yield. При втором next() и последующих до конца генератора — код со следующей после yield команды и до тех пор, пока yield не встретится снова.

Чтобы было понятнее, рассмотрим небольшой пример:

Здесь функция f_gen(5) при вызове создаёт генератор a. Мы видим это, когда выводим a на консоль.

Посчитаем значения генератора в цикле for.

• При первой итерации выполняется код функции до yield: переменная s = 1, n = 1, yield возвращает 2.
• При второй итерации выполняется оператор после yield, далее к началу цикла и опять до yield: s = 2, n = 2, yield возвращает 6.
• Соответственно, при третьей и четвёртой итерации генерируются значения 12 и 20, после чего выполнение генератора прекращается.

Как видим, значения переменных n и s между вызовами сохраняются.

Yield — инструмент очень гибкий. Его можно несколько раз использовать в коде функции-генератора. В этом случае команды yield служат разделителями кода: при первом вызове метода next() выполняется код до первого yield, при следующих вызовах — операторы между yield. При этом в генераторной функции необязательно должен быть цикл, все значения генератора и так посчитаются.

Как создать бесконечную последовательность

Рассмотрим, как можно с помощью генератора создать математическую последовательность, например, программу, генерирующую простые числа (напоминаем, это числа, не имеющие делителей, кроме 1).

Наша программа будет последовательно анализировать целые числа больше 1. Для каждого числа n программа ищет делители в диапазоне от 2 до √n. Если делители есть, программа переходит к следующему числу. Если их нет, значит, n — число простое, и программа выводит его на печать.

Этот код выдаёт бесконечную последовательность простых чисел без ограничения сверху. Остановить его можно только вручную.

Подобным образом с помощью генераторов можно создавать ряды случайных чисел, комбинаторные структуры, рекуррентные ряды, например, ряд Фибоначчи и другие последовательности.

Какие ещё методы есть у генераторов?

Когда-то был один next(), но в Python 2.5 появилось ещё три метода:

• .close() — останавливает выполнение генератора;
• .throw() — генератор бросает исключение;
• .send() — интересный метод, позволяет отправлять значения генератору.

Рассмотрим пару небольших примеров.

Сначала на .close() и .throw():

Программа создаёт два генератора, возвращающих бесконечную последовательность квадратов чисел. Их выполнение прекращается с помощью методов .close() и .throw().

Пример использования .send()

Здесь мы не получаем значения генератора, а отправляем их на обработку с помощью метода .send().

С помощью этих методов можно создавать сопрограммы, или корутины, — это функции, которым можно передавать значения, приостанавливать и снова возобновлять их работу. Их обычно используют в Python для анализа потоков данных в корпоративной многозадачности. Генераторы позволяют создавать сложные разветвлённые программы для обработки потоков.

Что ещё можно сказать

С изучения генераторов начинается освоение последовательной обработки гигантских потоков данных. Это может быть, например, трейдинг и технический анализ в биржевых операциях.

Но даже если не говорить о глобальных задачах, скрипты с применением генераторов — это способ избежать копирования данных в память. Генераторы позволяют экономить ресурсы компьютера и создавать красивый чистый код.

Изучить генераторы и другие объекты Python можно на курсах в Skillbox. Вы получите серьёзные теоретические знания и практический опыт. С самого начала обучения будете участвовать в реальных проектах. Те, кто успешно окончит курсы, станут программистами middle-уровня, а мы поможем найти хорошую работу.

ГЕНЕРАТОР КРЕДИТНЫХ КАРТ

Создайте действительные номера кредитных карт с необходимыми данными, такими как имя, адрес, срок действия, деньги, PIN-код и код CVV.

• ГЕНЕРАТОР КАРТ
• ГЕНЕРАТОР BIN

Что такое генератор кредитных карт?

Инструмент генератор кредитных карт, разработанный VCCGenerator, может быстро генерировать действительные номера кредитных карт и полные данные, назначая префиксы номеров.

Вы можете быстро идентифицировать кредитные карты в основной отрасли. Чтобы лучше понять основной отраслевой идентификатор (MII) и идентификационный номер эмитента (IIN), вы можете ознакомиться с таблицей ниже. Хотя вы можете легко оформить кредитную карту для своей учетной записи, в некоторых странах получить ее сложно.

Как работает генератор кредитных карт?

Все генераторы кредитных карт, которые вы можете использовать на нашем сайте, на 100% действительны и уникальны. Номера кредитных карт, которые мы генерируем из этого, полностью случайны.

Номера кредитных карт, которые генерирует наш инструмент, в основном основаны на аналогичной формулировке, по которой работает большинство эмитентов кредитных карт. Это не настоящие номера кредитных карт или просроченные.

Мы случайным образом генерируем действительные номера кредитных карт на основе данных BIN. Стандартный процесс генерации также определяет отрасль карты.

Мы всегда следуем правилу Алгоритм Луна при создании данных кредитной карты. Наши инструменты для создания кредитных карт работают в похожей форме, например, как эмитенты кредитных карт создают свои кредитные карты.

Вы можете проверить имеющиеся данные банковского идентификационного номера (BIN) кредитной / дебетовой карты с помощью нашего инструмента BIN чекер, чтобы определить данные, по которым карта была выпущена держателю карты.

Использование генератора кредитных карт:

Всякий раз, когда вы просматриваете или просматриваете какой-либо веб-сайт и видите в Интернете интересный продукт или предложение. Вы хотели бы проверить это, но владелец веб-сайта хочет, чтобы вы ввели данные своей кредитной карты, которые не будут помещены по разным причинам.

Это может быть подозрительный веб-сайт или вы в первую очередь заботитесь о своей конфиденциальности. Вот почему у нас есть этот инструмент CC Generator, который вы можете использовать для генерации случайных и 100% рабочих данных кредитной карты, которые наверняка обойдут процесс проверки.

Вы также можете использовать эти случайные номера кредитных карт для тестирования и проверки процессов в ваших приложениях, инструментах, программном обеспечении или любом веб-сайте электронной коммерции или Shopify.

Эти поддельные данные кредитной карты помогут вам повысить безопасность вашего сервиса, чтобы избежать любых транснациональных атак.

Таблица идентификационного номера эмитента (IIN):

Первая цифра любого номера кредитной карты называется основным отраслевым идентификатором (MII). И первые шесть или восемь цифр номера кредитной карты (включая первую цифру MII) известны как идентификационный номер эмитента (IIN).

Номер IIN идентифицирует учреждение-эмитент карты, выдавшее карту держателю карты. Остальное число присваивает эмитент карты. Длина номера карты — это количество цифр. Некоторые эмитенты карт печатают на своей карте полный ИИН и номер счета.

ВЫДАЧА СЕТИ	ДИАПАЗОНЫ IIN/BIN	ДЛИНА
American Express	34, 37	15
Bankcard	5610, 560221 – 560225	16
China T-Union	31	19
China UnionPay	62, 81	16 — 19
Diners Club enRoute	2014, 2149	15
Diners Club International	36	14 — 19
	300 – 305, 3095, 38 – 39	16 — 19
Diners Club United States & Canada	54, 55	16
Discover Card	6011, 622126 — 622925, 624000 — 626999, 628200 — 628899, 64, 65	16 — 19
UkrCard	6040, 6041	16
RuPay	60, 6521, 6522	16
InterPayment	636	16 — 19
InstaPayment	637 — 639	16
JCB	3528 – 3589	16 — 19
Laser	6304, 6706, 6771, 6709	16 — 19
Maestro (UK)	6759, 676770, 676774	12 — 19
Maestro	50, 56 – 69	12 — 19
Dankort	5019	16
	4571 (совместно с Visa)	16
MIR	2200 – 2204	16
NPS Pridnestrovie	6054740 — 6054744	16
Mastercard	2221 — 2720	16
	51 – 55	16
Solo	6334, 6767	16, 18, 19
Switch	4903, 4905, 4911, 4936, 564182, 633110, 6333, 6759	16, 18, 19
Troy	979200 – 979289	16
Visa	4 (включая бренды-партнеры: Dankort, Electron и т. Д.)	16
UATP	1	15
Verve	506099 – 506198, 650002 – 650027	16, 19
LankaPay	357111	16

Вы можете проверить любые данные кредитной / дебетовой карты с помощью инструмента проверки кредитных карт, чтобы получить дополнительную информацию об эмитенте карты, стране, типе карты, проверке Luhn, проверке контрольной суммы и идентификационном номере банка (BIN).

Как устроен генератор переменного тока — назначение и принцип действия

Люди пользуются энергией электрического тока практически во всех сферах своей деятельности. Сейчас нелегко представить жизнь без электричества, которое с помощью специального оборудования преобразуется из механической энергии. Рассмотрим подробнее, как происходит этот процесс, и как устроены современные генераторы.

Превращение механической энергии в электрическую

Любой генератор работает по принципу магнитной индукции. Самый простой генератор переменного тока можно представить, как катушку, которая вращается в магнитном поле. Также есть вариант, при котором катушка остается неподвижной, но магнитное поле только её пересекает. Именно во время этого движения и вырабатывается переменный ток. По такому принципу функционирует огромное количество генераторов во всем мире, объединенных в систему электроснабжения.

Устройство и конструкция генератора переменного тока

Стандартный электрогенератор имеет следующие компоненты:

• Раму, к которой закреплен статор с электромагнитными полюсами. Изготовлена она из металла и должна выполнять защитную функцию всех элементов механизма.
• Статор, к которому крепится обмотка. Изготавливается он из ферромагнитной стали.
• Ротор – подвижный элемент, на сердечнике которого располагается обмотка, образующая электрический ток.
• Узел коммутации, который отводит электричество с ротора. Представляет собой систему подвижных токопроводящих колец.

В зависимости от назначения, генератор имеет определенные особенности конструкции, но существуют два компонента, которыми обладает любое устройство, конвертирующее механическую энергию в электричество:

1. Ротор – подвижная цельная деталь из железа;
2. Статор – неподвижный элемент, который изготовлен из железных листов. Внутри него есть пазы, внутри которых располагается проволочная обмотка.

Для получения большей магнитной индукции, между этими элементами должно быть небольшое расстояние. По своей конструкции генераторы бывают:

• С подвижным якорем и статическим магнитным полем.
• С неподвижным якорем и вращающимся магнитным полем.

В настоящее время более распространено оборудование с вращающимися магнитными полями, т.к. значительно удобнее снимать электрический ток со статора, чем с ротора. Устройство генератора имеет немало сходств с конструкцией электродвигателя.

Схема генератора переменного тока

Принцип работы электрогенератора: в тот момент, когда половина обмотки находится на одном из полюсов, а другая на противоположном, ток движется по цепи от минимального до максимального значения и обратно.

Классификация и виды агрегатов

Все электрогенераторы можно распределить по критерию работы и по типу топлива, из которого и образуется электроэнергия. Все генераторы делятся на однофазные (выход напряжения 220 Вольт, частота 50 Гц) и трехфазные (380 Вольт с частотой 50 Гц), а также по принципу работы и типу топлива, которое конвертируется в электричество. Ещё генераторы могут использоваться в разных сферах, что определяет их технические характеристики.

По принципу работы

Разделяют асинхронные и синхронные генераторы переменного тока.

Асинхронный

У асинхронных электрогенераторов нет точной зависимости ЭДС от частоты вращения ротора, но здесь работает такой термин, как «скольжение S». Оно определяет эту разницу. Величина скольжения вычисляется, поэтому некоторое влияние элементов генератора в электромеханическом процессе асинхронного двигателя все же есть.

Синхронный

Такой генератор обладает физической зависимостью от вращательного движения ротора к генерируемой частоте электроэнергии. В таком устройстве ротор является электромагнитом, состоящим из сердечников, обмоток и полюсов. Статором являются катушки, которые соединены по принципу звезды, и имеющими общую точку – ноль. Именно в них вырабатывается электрический ток.
Ротор приводит в движение посторонняя сила подвижных элементов (турбин), которые двигаются синхронно. Возбуждение такого генератора переменного тока может быть, как контактным, так и бесконтактным.

По типу топлива двигателя

Удаленность от электросети с появлением генераторов больше не становится препятствием для пользования электроприборами.

Газовый генератор

В качестве топлива здесь используется газ, во время сгорания которого и вырабатывается механическая энергия, которая затем заменяется электрическим током. Преимущества использования газогенератора:

• Безопасность для окружающей среды, ведь газ при сгорании не выделяет вредных элементов, копоти и токсичных продуктов распада;
• Экономически это очень выгодно – сжигать дешевый газ. В сравнении с бензином, это обойдется значительно дешевле;
• Подача топлива осуществляется автоматически. Бензин и дизельное топливо требуется по мере необходимости подливать, а газовый генератор обычно подключают к системе газоснабжения;
• Благодаря автоматике, аппарат приходит в действие самостоятельно, но для этого он должен располагаться в теплом помещении.

Дизельный генератор

Эту категорию составляют преимущественно однофазные агрегаты мощностью 5 кВт. 220 Вольт и частота 50 Гц являются стандартными для бытовой техники, поэтому дизельный аппарат неплохо справляется со стандартной нагрузкой. Как можно догадаться, для его работы требуется дизельное топливо. Почему стоит выбрать именно дизельный электрогенератор:

• Относительная дешевизна топлива;
• Автоматика, позволяющая автоматически запускать генератор при прекращении подачи электрического тока;
• Высокий уровень противопожарной безопасности;
• В течении длительного периода времени агрегат на дизеле способен проработать без сбоев;
• Внушительная долговечность – некоторые модели способны работать в общей сумме 4 года непрерывной эксплуатации.

Бензогенератор

Такие аппараты довольно востребованы как бытовое оборудование. Несмотря на то, что бензин дороже газа и дизеля, такие генераторы имеют немало сильных сторон:

• Малые габариты при высокой мощности;
• Просты в эксплуатации: большинство моделей можно запустить вручную, а более мощные генераторы оснащены стартером. Регулируется напряжение под определенную нагрузку при помощи специального винта;
• В случае перегрузки генератора автоматически срабатывает защита;
• Просты в обслуживании и ремонте;
• Во время работы не издают много шума;
• Можно применять и в помещении, и на улице, но следует защищать от попадания влаги.

Назначение выводов генератора (и схемы генераторов)

Устройство автомобильного генератора ссылка 1
Как проверить автомобильный генератор ссылка 2

Обозначения контактов автомобильного генератора. иногда очень нужно иметь под рукой такую табличку, а её нет

Электрические схемы автомобильных генераторных установок
Приводим примеры восьми наиболее распространенных схем автомобильных генераторных установок. На всех схемах под цифрами обозначены:
1 — генератор;
2 — обмотка возбуждения;
3 — обмотка статора;
4 — выпрямитель;
5 — выключатель;
6 — реле контрольной лампы;
7 — регулятор напряжения;
8 — контрольная лампа;
9 — помехоподавительный конденсатор;
10 — трансформаторно-выпрямительный блок;
11 — аккумуляторная батарея;
12 — стабилитрон защиты от всплесков напряжения;
13 — резистор.

Генераторные установки имеют различные обозначения выводов (обозначения немного разнятся с обозначениями на первой таблице):
— «плюс» силового выпрямителя: «+», В, 30, В+, ВАТ;

— «масса»: «-», D-, 31, В-, М, Е, GRD;

— вывод обмотки возбуждения: Ш, 67, DF, F, ЕХС, Е, FLD;

— вывод для соединения с
лампой контроля исправности
(обычно «плюс» дополнительного
выпрямителя, там, где он есть): D, D+, 61, L, WL, IND;

— вывод нулевой точки
обмотки статора: 0 (ноль), МP;

— вывод регулятора напряжения
для подсоединения его в
бортовую сеть, обычно к
«+» аккумуляторной батареи: Б, 15, S;

— вывод регулятора напряжения
для питания его от выключателя
зажигания: IG;

— вывод регулятора напряжения
для соединения его с бортовым
компьютером: FR, F.

Различают два типа невзаимозаменяемых регуляторов напряжения — в одном типе (рис. 1) выходной коммутирующий элемент регулятора напряжения соединяет вывод обмотки возбуждения генератора с «+» бортовой сети, в другом типе (рис. 2, 3) — с «-» бортовой сети. Транзисторные регуляторы напряжения второго типа являются более распространенными.

Чтобы на стоянке аккумуляторная батарея не разряжалась, цепь обмотки возбуждения генератора (в схемах 1, 2) запитывается через выключатель зажигания. Однако при этом контакты выключателя коммутируют ток до 5А, что неблагоприятно сказывается на их сроке службы. Разгрузить контакты выключателя можно, используя промежуточное реле, но более прогрессивно, если через выключатель зажигания запитывается лишь цепь управления регулятора напряжения (рис. З), потребляющая ток силой в доли ампера.

Прерывание тока в цепи управления пере водит электронное реле регулятора в выключенное состояние, что не позволяет току протекать через обмотку возбуждения. Однако применение выключателя зажигания в цепи генераторной установки снижает ее надежность и усложняет монтаж на автомобиле. Кроме того, в схемах на рис. 1, 2, 3 падение напряжения в выключателе зажигания и других коммутирующих или защитных элементах, включенных в цепь регулятора (штекерные соединения, предохранители), влияет на уровень поддерживаемого регулятором напряжения и частоту переключения его выходного транзистора, что может сопровождаться миганием ламп осветительной и светосигнальной аппаратуры, колебанием стрелок вольтметра и амперметра.

Поэтому более перспективной является схема на рис. 5. В этой схеме обмотка возбуждения имеет свой дополнительный выпрямитель, состоящий из трех диодов. К выводу «Д» этого выпрямителя и подсоединяется обмотка возбуждения генератора. Схема допускает некоторый разряд аккумуляторной батареи малыми токами по цепи регулятора напряжения, и при длительной стоянке рекомендуется снимать наконечник провода с клеммы «+» аккумуляторной батареи.

В схему на рис. 5 введено подвозбуждение генератора от аккумуляторной батареи через контрольную лампу 8. Небольшой ток, поступающий в обмотку возбуждения через эту лампу от аккумуляторной батареи, достаточен для возбуждения генератора и в то же время не может существенно влиять на разряд аккумуляторной батареи. Обычно параллельно контрольной лампе включают резистор 1З, чтобы даже в случае перегорания контрольной лампы генератор мог возбудиться.

Контрольная лампа в схеме на рис. 5 является одновременно и элементом контроля работоспособности генераторной установки. В схеме применен стабилитрон 12, гасящий всплески напряжения, опасные для электронной аппаратуры. С целью контроля работоспособности в схеме рис. 1 введены реле с нормально замкнутыми контактами, через которые получает питание контрольная лампа 8. Эта лампа загорается после включения замка зажигания и гаснет после пуска двигателя, т.к. под действием напряжения от генератора реле, обмотка которого подключена к нулевой точке обмотки статора, разрывает свои нормально замкнутые контакты и отключает контрольную лампу 8 от цепи питания.

Если лампа 8 при работающем двигателе горит, значит, генераторная установка неисправна. В некоторых случаях обмотка реле контрольной лампы 6 подключается на вывод фазы генератора.

Схема рис. 6 характерна для генераторных установок с номинальным напряжением 28 вольт. В этой схеме обмотка возбуждения включена на нулевую точку обмотки статора генератора, т.е. питается напряжением, вдвое меньшим, чем напряжение генератора. При этом приблизительно вдвое снижаются и величины импульсов напряжения, возникающих при работе генераторной установки, что благоприятно сказывается на надежности работы полупроводниковых элементов регулятора напряжения.

Резистор 13 служит тем же целям, что и контрольная лампа в схеме рис. 5, т.е. обеспечивает уверенное возбуждение генератора.

На автомобилях с дизельными двигателями может применяться генераторная установка на два уровня напряжения 14/28 В. Второй уровень 28 В используется для зарядки аккумуляторной батареи, работающей при пуске ДВС. Для получения второго уровня используется электронный удвоитель напряжения или трансформаторно-выпрямительный блок (ТВБ), как это показано на рис. 4.

В системе на два уровня напряжения регулятор стабилизирует только первый уровень напряжения 14 вольт. Второй уровень возникает посредством трансформации и последующего выпрямления ТВБ переменного тока генератора. Коэффициент трансформации трансформатора ТВБ близок к единице.

В некоторых генераторных установках зарубежного и отечественного производства регулятор напряжения поддерживает напряжение не на силовом выводе генератора «+», а на выводе его дополнительного выпрямителя, как показано на схеме рис. 7.

Схема является модификацией схемы рис. 5, с устранением ее недостатка — разряда аккумуляторной батареи регулятора напряжения при длительной стоянке. Такое исполнение схемы генераторной установки возможно потому, что разница напряжения на клеммах «+» и «Д» невелика. На этой же схеме (рис. 7) показано дополнительное плечо выпрямителя, выполненное на стабилитронах, которые в нормальном режиме работают как обычные выпрямительные диоды, а в аварийных — предотвращают опасные всплески напряжения.

Резистор R, как было показано выше, расширяет диагностические возможности схемы. Этот резистор вообще характерен для генераторных установок фирмы 8osch. Генераторные установки без дополнительного выпрямителя, но с подводом к регулятору вывода фаз, применение которых, особенно японскими и американскими фирмами, расширяется, выполняются по схеме рис. 8. В этом случае схема генераторной установки упрощается, но усложняется схема регулятора напряжения, т.к. на него переносятся функции предотвращения разряда аккумуляторной батареи на цепь возбуждения генератора при неработающем двигателе автомобиля и управления лампой контроля работоспособного состояния генераторной установки.

На вход регулятора может подаваться напряжение генератора или аккумуляторной батареи (пунктир на рис. 8), а иногда и оба эти напряжения сразу.

Конечно, стабилитрон 12, защищающий от всплесков напряжения дополнительное плечо выпрямителя, а также выполнение выпрямителя на стабилитронах может быть использовано в любой из приведенных схем.

Некоторые фирмы применяют включение контрольной лампы через разделительный диод, а в схемах рис. 5, 7 включение ее идет через контактное реле. В этом случае обмотка реле включается на место контрольной лампы. Если генераторная установка работает в комплексе с датчиком температуры электролита, она имеет дополнительные выводы для его подсоединения.

Генераторы на большие выходные токи могут иметь параллельное включение диодов выпрямителя. Для защиты цепей генераторной установки применяют предохранители, обычно в цепях контрольной лампы, соединениях регулятора с аккумуляторной батареей, в цепи питания аккумуляторной батареи.

Генераторы сигналов

Генераторы сигналов – приборы, позволяющие получать электрические, акустические и иного рода импульсы. Устройства бывают разных видов — обычно прибор подбирают под конкретную цель. Решающими факторами при выборе могут оказаться форма прибора, его статические функции и энергетические показатели. Устройство применяют в разных сферах — как в медицине, так и в быту (стиральные машины, микроволновки).

Историческая справка

Первый генератор был создан в 1887 году немецким физиком Германом Герцем. Прибор разрабатывался на основе индукционной катушки (или катушки Румкорфа). Он был искровым и вырабатывал электромагнитные волны. Потом история развивалась так:

• 1913 г. Другой немецкий ученый, Александр Мейснер, создал электронный генератор с ламповым каскадом и общим катодом.
• 1915 г. Появилась ламповая (или индуктивная) схема. Включение контура было автотрансформаторным, что отличало его от ранних изобретений. Идея принадлежала американскому физику Ральфу Хартли.
• 1919 г. На этот раз идея снова принадлежит американцам. Ученый Эдвин Колпитц создал устройство на электронной лампочке, подключаемое к колебательному контуру посредством емкостного разделителя напряжения.

Это было лишь начало. Позже инженерами разных стран было создано множество вариаций электронных генераторов.

Как устроен генератор сигналов?

Устройство генерирует импульсы различной природы для замера параметров электронных приборов. Большинство генераторов работает только при наличии входного импульса, амплитуда которого постоянно меняется.

Стандартная модель сигнального генератора состоит из нескольких частей:

1. Экран на передней панели. Нужен для отслеживания колебаний и управления ими.
2. Редактор. Расположен в верхней половине экрана. Позволяет выбрать функцию.
3. Секвенсор. Размещён чуть ниже редактора, дает информацию о частоте колебаний.
4. Регулятор. Контролирует и настраивает частоту изменений.
5. Выходы сигналов. Обычно располагаются под экраном в самом низу прибора. Рядом – кнопка включения оборудования.

Смещение сигнала и его амплитуда обычно регулируются 2 кнопками. Работа с файлами происходит через мини-панель. Она дает пользователю просмотреть результаты тестирования или сохранить их для будущего анализа.

Принцип действия

Рассмотрим схему действия на примере простейшего электронного генератора. Есть проводник и магнитное поле, по которому он движется. В качестве проводника обычно используют рамку.

Принцип действия таков:

1. Рамка крутится внутри поля и пересекает линии магнитной индукции, отчего образуется электродвижущая сила.
2. Электродвижущая сила воздействует на ток, который начинает двигаться по рамке.
3. Электроток проникает в наружную цепь за счет контактных колец.

Схема генератора похожа на схему усилителя. Разница в том, что у первого нет источника входного сигнала. Он заменяется сигналом положительной обратной связи (ПОС).

В процессе обратной связи (ОС) часть выходного сигнала направляется на входную цепь. Структура такого импульса задается спецификой цепи обратной связи. Чтобы обеспечить нужную периодичность колебаний, цепи ОС создают на базе LC или RC-цепей. Частота будет зависеть от времени перезарядки конденсатора.

После формировки в цепи ПОС сигнал отправляется на вход усилителя. Там он умножается в несколько раз и поступает на выход. Оттуда часть отправляется на вход посредством цепи ПОС и снова ослабляется, возвращаясь к исходному значению. Благодаря такой схеме внутри устройства поддерживается постоянная амплитуда выходного сигнала.

Как устроен генератор смешанных сигналов?

Принцип действия генератора смешанных импульсов направлен на то, чтобы ускорить образование сигналов и воспроизводить их с максимальной точностью. Передняя панель прибора снабжена органами управления для контроля самых важных и часто изменяемых параметров. Менее востребованные и редко используемые функции можно найти в меню на основном экране.

Регулятором уровня устанавливается амплитуда движения выходного сигнала. Амплитуду и смещение можно регулировать без входа в многоуровневую систему меню.

Отдельный регулятор также позволяет изменить частоту дискретизации путем изменения периодичности выходного сигнала. При этом форму последнего этот настройщик изменить не сможет. Такая функция есть лишь в меню на основном экране редактирования. Форму выбирают при помощи сенсорной панели или мышки. Пользователь открывает нужную страницу и просто заполняет бланк с цифровой клавиатуры или поворотной ручкой.

Виды генераторов сигналов

Приборы различаются по ряду характеристик. Например, по форме сигнала (синусоидальные, прямоугольные, в виде пилы), по частоте (низкочастотные, высокочастотные), по принципу возбуждения (независимое, самовозбуждение). Однако существует несколько основных видов — о них и расскажем подробнее.

Синусоидальный

Прибор усиливает первоначальный синусоидный код в десятки раз. На выходе получается частота до 100 МГц. При этом исходный синус, как правило, не превышает 50 МГц. Генераторы синусоидального импульса активно используют при проверке блоков питания, инверторов и другой высокочастотной техники, а также радиоаппаратуры.

Генератор низкочастотный

Ниже схема самого простого низкочастотного генератора. На ней видно, что в приборе присутствуют переменные резисторы. Они позволяют корректировать форму и частоту сигнала. Изменить силу импульса можно подключенным модулятором KK202.

Такой прибор подойдет для настройки аудиоаппаратуры (звуковых усилителей, проигрывателей). Наиболее доступным вариантом низкочастотного генератора является обычный компьютер. Достаточно скачать драйверы и подключить его к аппаратуре через переходник.

Генератор звуковой частоты

Стандартная конструкция с микросхемами внутри. Напряжение подается в селектор, а сам сигнал генерируется в одной или нескольких микросхемах. Частоту можно настраивать при помощи модуляционного регулятора. Прибор отличается более обширным диапазоном частоты, чем аналоги (до 2000 кГц).

Импульсы произвольной формы

Генераторы с импульсами произвольной формы имеют повышенную точность. Погрешность минимальная — до 3%. Выходной импульс подвергается тонкой регулировке с применением шестиканального селектора. Прибор вырабатывает частоту от 70 Гц.

Устройства делят по степени синхронизации. Зависит она от типа коннектора, который установлен в прибор. Поэтому сигнал может усиливаться за 15-40 ньютон-секунд. Некоторые модели работают на 2 режимах – линейном и логарифмическом. Режим меняется переключателем, за счет чего корректируется амплитуда.

Контроллеры сложных сигналов

В сборке присутствуют только многоканальные селекторы, так как приборы получают импульсы сложной формы. Сигналы многократно усиливаются, режим можно изменить при помощи регулятора. Вариацией такого прибора считается DDS (устройство по схеме прямого цифрового синтеза).

Базовая плата оборудуется микроконтроллерами, которые легко снимаются и ставятся на место. В некоторых моделях можно заменить микроконтроллер одним движением. Если редактор монтированный, ограничители установить нельзя. Прибор генерирует измерительный сигнал мощностью до 2000 кГц с погрешностью до 2%.

Генератор цифрового сигнала

Цифровые генераторы популярны, потому что отличаются высокой точностью. Пользоваться ими удобно, однако они нуждаются в тщательной настройке. Здесь стоят коннекторы KP300, резисторы достигают сопротивления от 4 Ом. Это позволяет добиться предельно допустимого внутреннего напряжения в схеме.

Области применения

Генераторы сигналов используют современные лаборатории разработчиков электронных и измерительных приборов. Одинаковые генераторы могут применяться в кабинетах от начального до продвинутого уровня.

Однако эти функциональные устройства применяют для настройки и тестирования оборудования и в областях, более доступных обывателю. Вот лишь неполный список устройств, которые используют генераторы:

• мобильные телефоны, техника для передачи данных, радио- и телеприемники;
• вычислительные приборы;
• инверторы, источники бесперебойного питания от электричества или импульсов;
• бытовые приборы (СВЧ-печи, стиральные и посудомоечные машины);
• измерительные приборы (амперметры, вольтметры, осциллографы);
• медицинская аппаратура (томографы, электрокардиографы, аппараты УЗИ).

Находчивые пользователи применяют устройства и для иных целей. Например, прибором Tektonix AFG 3000 измеряли емкости, а RStamp SMA100A хорошо показал себя в регулировке аэронавигационных систем.