Один из вариантов такого набора акустических резонаторов предусматривает использование 7 труб-резонаторов, изготовленных из алюминиевых труб диаметром 10 мм. Резонансная частота каждой из труб определяется ее длиной (L=165/f):

На рис. 11.10 представлено взаимное расположение 7 труб-резонаторов (а) и конструкция направленного микрофона на основе данного набора таких резонаторов (б). Набор акустических резонаторов оканчивается параболическим концентратором, в фокусе которого находятся данные резонаторы. Параболический концентратор - рефлектор осуществляет передачу звука на электрический микрофон, который подключен к высокочувствительному, но малошумящему микрофонному УНЧ.

Применение такого направленного микрофона позволяет существенно увеличить дальность акустического перехвата информации - дистанционного прослушивания. При использовании чувствительного микрофона с оптимальной диаграммой направленности, малошумящего усилителя с большим коэффициентом усиления (80-ЮОдб), фильтра. например, многополосного эквалайзера, обеспечивающего оптимизацию АЧХ, и описанного набора акустических труб-резонаторов с параболическим концентратором дальность прослушивания составляет несколько сотен метров.

Большее число резонаторов позволяет создать более совершенный. более качественный, более чувствительный микрофон с острой диаграммой направленности. Это повышает качество звука и увеличивает дальность прослушивания. По некоторым научно-техническим источникам с помощью подобных средств удается осуществлять прослушивание на расстоянии 1 км и даже более.

Следует отметить, что все эти демонстрационные "чудеса", описанные выше. достигнуты с помощью достаточно простых устройств, собранных "на коленках" из доступных элементов и материалов. Уровень необходимых знаний соответствует среднему радиолюбителю (но, может быть. иногда, чуть-чуть выше). Что же после всего этого можно говорить об устройствах специального назначения? И что может сделать и какого результата достичь настоящий специалист-профессионал. Со всеми этими лазерами, фильтрами, резонаторами, специальными микрофонами, специальными, малошумящими усилителями и подобными изделиями "страшной" специальной техники, высочайшие параметры которых достигнуты использованием новейших достижений современной Науки.

Кстати, акустические опыты с трубой, описанные в начале данного раздела, но. конечно, для совсем других целей (!), были поставлены много лет назад известным физиком-экспериментатором Робертом Ву-дом. Он не использовал какую-либо электронику, связанную микрофо-

Рис. 11.10. Направленный микрофон на основе набора акустических резонаторов:

а - взаимное расположение 7 труб-резонаторов, б - конструкция направленного микрофона.

ном и усилителем. Только большая труба, выполненная в форме рупора. и собственные рот - для передачи и ухо - для приема! Достигнутый эффект соответствовал громкому имени знаменитого физика. Конечно. это все описано в серьезных научных изданиях и оценено по достоинству специалистами.

Еще несколько опытов, демонстрирующих возможности акустического перехвата информации с помощью достаточно простых и доступных средств.

Хорошо известен простой и распространенный медицинский прибор, традиционно и привычно висящий на шее практически каждого врача-терапевта. Это стетофонендоскоп. называемый чаще просто как фонендоскоп или стетоскоп. Им можно прослушать сердце и легкие, а можно, при необходимости, и какое-либо механическое устройство в процессе его работы, например, механический станок, двигатель и т.д. Полезный прибор. Но... Кроме медиков и механиков, к сожалению, этим же замечательным акустическим прибором успешно пользуются и те. кто прослушивают стенки, полы и потолки в офисах, частных домах и квартирах. Однако интересуют их совсем НЕ стенки, а то, что ЗА стенкой. И делают это они не только из желания узнать подробности очередного семейного скандала у соседей...

Особенно просто подобное любопытство удовлетворяется в случае стен, а также полов, потолков и т.д.. изготовленных из железобетонных панелей. Хотя, надо отметить, и кирпичные стенки не всегда являются надежным препятствием для подобного, акустического и безэлектронного способа перехвата информации.

Кстати, нет друзей среди медиков - сгодится такой простой и известный шпионский прибор для подслушивания, как ... стеклянный стакан. Тонкий стакан - неплохой акустический резонатор. Пользоваться им - и лучше, и комфортнее, и удобнее, чем неподвижно сидеть у стенки, просто прижав к ней любопытное шпионское ухо. Конечно, со стаканом - приятнее: все-таки технический прибор, хотя и без уже привычной электроники. Однако следует отметить, что лучше чай в стакане, а не шпионское ухо.

Упомянутые выше акустические приборы - фонендоскоп и стакан-резонатор дают хорошие эффекты, но, конечно, фонендоскоп лучше. Но подобные приборы требуют постоянного присутствия "пользователя" -"шпиона-слухача". Это создает некоторые трудности и вносит определенные ограничения в такой способ перехвата информации. К большому сожалению для обладателей ценной информации у данной проблемы есть достаточно простое и сравнительно дешевое решение.

Речь идет о применении в качестве микрофонов чувствительных к вибрациям элементов -пьезокристаллов. Это могут быть пьезоэлемен-ты, например, из обычных звукоснимателей для проигрывателей уже устаревших, виниловых пластинок - ГЗП-308 и др. Это могут быть пьезоизлучатели, например, от электронных часов, игрушек и т.д. - ЗП-1, ЗП-22 и др. Используя подобные элементы и чувствительные, малошумящие усилители (УНЧ) с соответствующим входным сопротивлением (рис. 11.11 -рис. 11.13) можно обойтись и без прикладывания уха к стене - непосредственно, через стакан или пользуясь фонендоскопом. Для реализации возможностей указанных элементов необходимо приклеить такой кристалл к стене эпоксидным клеем и подключить данный кристалл к усилителю короткими проводами. Получается прибор с неплохими качественными характеристиками - микрофон-стетоскоп. Оказывается железобетонные стены в панельном доме, а также тонкие кирпичные, очень хорошо передают звуки из соседних комнат и не препятствуют такому шпионскому прослушиванию.

В составе микрофонов-стетоскопов лучше использовать большие и плоские пьеэокристаллы.

На рис.11.11 представлена схема простого УНЧ с высоким входным сопротивлением и двойным источником питания. Источником сигнала служит пьеэозлемент или пьезоизлучатепь. Микрофон-стетоскоп. R4C4, С2, СЗ обеспечивают устойчивость УНЧ (на ВЧ). Конденсаторы С2, СЗ размещают максимально близко к ОУ

Элементы для схемы на рис.11.11 :

R1 =1 ООк-1 м (регулировка громкости), R2=1 Ок-20к (регулировка чувствительности), Р3=1м-2м, R4=10:

С1=0.1мкФ-1 .ОмкФ, С2=0.1 мкФ-О.ЗмкФ, СЗ=0.1мкФ-О.ЗмкФ, С4=0.1мкФ;

А1 - ОУ - 140УД12, 140УД20, 140УД8 или любые другие ОУ с внутренней коррекцией:

Т1, Т2 - КТ3102, КТ3107 или КТ315, КТ361, или аналогичные комплементарные (парные) транзисторы;

81 - пьезоэлемент ГЗП-308, ПЭ-1 или аналогичные;

82 - пьезоиэлучатель ЗГИ, ЗП-22 или аналогичные.

Т - ТМ-2А или аналогичные.

На рис.11.12 представлена схема простого УНЧ с высоким входным сопротивлением и одним источником питания. Источником сигнала служит пьезоэлемент или пьезоиэлучатепь. Микрофон-стетоскоп. R4C4, С2 обеспечивают устойчивость УНЧ (на ВЧ). Конденсатор С2 размещают максимально близко к ОУ.

Элементы для схемы на рис. 11.12:

R1=1 ООк-1 м (регулировка громкости), R2=1 Ок-20к (регулировка чувствительности), Р3=1м-2м, R4=10, R5=R6=1M-2M;

С1=0.1мкФ-1.0мкФ, С2=0.1мкФ-О.ЗмкФ, СЗ-отсутствует, С4=0.1мкФ, С5=0.1мкФ-1.0мкФ;

АЧ - ОУ - 140УД8, 140УД12, 140УД20 или любые другие ОУ с внутренней коррекцией (желательно) и в типовом включении;

Т1, Т2 - КТ3102, КТ3107 или КТ315, КТ361, или аналогичные комплементарные (парные) транзисторы;

81 - пьезозпемент ГЗП-308, ПЭ-1 или аналогичные ;

82 - пьезоизлучатель ЗП-1, ЗП-22 или аналогичные ;

Т - ТМ-2А или аналогичные.

На рис.11.13 представлена схема УНЧ с высоким входным сопротивлением, двойным источником питания и корректором АЧХ. Источником сигнала служит пьезоэлемент или пьезоиэлучатель. Микрофон-стетоскоп с достаточно высокими параметрами! Первый каскад УНЧ (ОУА1) обеспечивает предварительное усиление сигнала и согласование с корректором АЧХ (например, схемы устройств на рис.11.5-рис.11.8). После корректора и регулятора громкости сигнал подается на усилитель мощности на ОУ А2 и Т1 и Т2. На выходе - телефон или динамический громкоговоритель (Т1 и Т2 - КТ502 и КТ503). R8C4, С5, С6, С7, С8 обеспечивают устойчивость УНЧ (на ВЧ). Конденсаторы С5, Сб, С7, С8 размещают максимально близко к ОУ. С2, R5 обеспечивают гальваническую развязку между ОУ А2 и предыдущей схемой. Это минимизирует разбаланс нуля на выходе ОУ А2. Подключение датчика к УНЧ осуществляется с помощью экранированного провода.

Элементы для схемы на рис.11.13:

R 1 =1 ООк-1 м, R2=1 Ок-20к (регулировка чувствительности), R3=100к-200к, Р4=5к-1 ООк (регулировка громкости), R5=1 ООк-1 м (R5»R4), R6=1 Ок-20к (регулировка чувствительности), R7=100к-200к, R8=10;

С1 =0.1 мкф-1 .ОмкФ, С2=0.1 мкф-1 .ОмкФ, С3=0.1 мкФ-1 .ОмкФ, С4=0.1 мкФ, С5=0.1мкФ-О.ЗмкФ, Сб=0.1мкФ-О.ЗмкФ, С7=0.1мкФ-О.ЗмкФ, С8=0.1мкФ-О.ЗмкФ;

А1 - ОУ - 140УД8, 140УД12, 140УД20 или любые Другие ОУ с внутренней коррекцией (желательно) и в типовом включении;

Т1, Т2 - КТ3102, КТ3107 или КТ315, КТ361, или аналогичные комплементарные (парные) транзисторы;

81 - пьеэоэлемент ГЗП-308, ПЭ-1 или аналогичные ;

82 - пьезоизлучатель ЗП-1, ЗП-22 или аналогичные ;

Т - ТМ-2А или аналогичные.

Тот же эксперимент можно повторить, но уже с оконным стеклом. В данном случае пьезокристалл крепится к стеклу. При этом для обеспечения скрытности пьезокристалл крепится к стеклу близко у рамы! Прикрепить его к стеклу можно и со стороны улицы. При этом хорошо слышно все, что происходит в комнате. Неплохо слышно даже если прикрепить кристалл к внешнему стеклу в случае двойной рамы. Даже двойная рама не защищает полностью! И можно поверить, что при использовании пьезокристалла относительно большой площади (1-2 кв. см). малошумящего и чувствительного усилителя звук будет достаточно громким и отчетливым.

Аналогичный опыт может быть проведен со столом. Оказывается. традиционная ДСП-плита стола с прикрепленным пьезокристаллом

Рис.11.11. Схема простого УНЧ с высоким входным сопротивлением

и двухполярным источником питания. (Микрофон-стетоскоп).

Рис. 11.12. Схема простого УНЧ с высоким входным сопротивлением

и однополярным источником питания. (Микрофон-стетоскоп).

Рис. 11.13. Схема простого УНЧ с высоким входным сопротивлением, двухполярным источником питания и корректором АЧХ. (М икрофон-стетоскоп).

может быть прекрасным микрофоном, обеспечивающим хорошее качество звука. Больше площадь поверхности стола, обычно сделанного на основе ДСП-плиты, - выше качество звука.

Для данных опытов провод, соединяющий кристалл с усилителем, должен быть. конечно, экранированным. При его длине более 50 см лучше воспользоваться малошумящим усилителем с дифференциальным входом (рис. 11.14).

На рис.11.14.а представлена схема УНЧ с дифференциальным входом, высоким входным сопротивлением, двойным источником питания и корректором АЧХ. Источником сигнала служит пьезоэлемент или пьезоиэлучатель. Микрофон-стетоскоп с достаточно высокими параметрами! Первый каскад УНЧ (ОУ А1) обеспечивает предварительное усиление сигнала при ослаблении синфазной составляющей помехи, а также согласование с корректором АЧХ (например, схемы устройств на рис.11.5-рис.11.8). После корректора АХЧ и последующего регулятора громкости сигнал подается на усилитель мощности на ОУ А2 и Т1 и Т2. На выходе - телефон или динамический громкоговоритель (Т1 и Т2 - КТ502 и КТ503). R8C4, С5, С6, С7, С8 обеспечивают устойчивость УНЧ. Конденсаторы С5, С6, С7, С8 размещают максимально близко к ОУ. С2, R5 обеспечивают гальваническую развязку между ОУ А2 и предыдущей схемой. Это минимизирует разбаланс нуля на выходе ОУ А2. Для обеспечения корректной работы дифференциального усилителя необходимо выполнить условие R1=R2, R3=R4 (или точнее R3/R1=R4/ R2) с максимальной точностью (1%, 0.1% и т.д.): чем точнее, тем лучше. Для обеспечения необходимого баланса рекомендуется один из резисторов выполнить переменным, в качестве такого переменного резистора целесообразно использовать высокоточный резистор-подстроечник с внутренним редуктором. Подключение датчика к УНЧ осуществляется с помощью витой пары в экране.

Элементы для схемы на рис.11.14.а :

R1=R2=100K-500K, РЗ=Р4=1м-5м, Р0=5к-100к (регулировка громкости), Р5=100к-1м (R5»RO), Р6=10к-20к (регулировка чувствительности), Р7=100к-200K,R8=10;

С 1-отсутствует, С2=0.1мкФ-1.0мкФ, СЗ=0.1мкФ-1.0мкФ, С4=0.1мкФ, С5=0.1мкФ-О.ЗмкФ, С6=0.1мкФ-О.ЗмкФ, С7=0.1мкФ-О.ЗмкФ, С8=0.1мкФ-О.ЗмкФ;

А1 - ОУ - 140УД8,140УД12, 140УД20 или любые другие ОУ с внутренней коррекцией (желательно) и в типовом включении;

Т1, Т2 - КТ3102, КТ3107 или КТ315, КТ361, или аналогичные комплементарные (парные) транзисторы;

81 - пьеэозпемент ГЗП-308, ПЭ-1 или аналогичные ;

82 - пьеэоизлучатель ЗП-1, ЗП-22 или аналогичные ;

Т - ТМ-2А или аналогичные.

На рис. 11.14.6 - схема подключения удаленного пьезодатчика (пьезоэ-лемента или пьезоизлучателя) к усилителю с дифференциальным входом и высоким входным сопротивлением - УНЧ, схема которого представлена на рис.11.14.а.

Рис.11.14. Схема простого УНЧ с высоким входным сопротивлением, дифференциальным входом, 2-полярным источником питания, корректором АЧХ (а) и подключением удаленного пьезодатчика (б). (Микрофон-стетоскоп).

И здесь опять используется техника, собираемая "на коленках". Просто и дешево! И часто очень эффективно! И не требует высокой квалификации в области электроники!

Применение электронных средств вместо фонендоскопа или стакана-резонатора позволяет не только решить проблему присутствия, но и дает. например, возможность осуществлять регистрацию данных на магнитофон, выполнять дистанционный контроль и т.д.