Акустовибрационный канал

Используемые технические средства

Миниатюрные микрофоны. Являются простейшим сред­ством перехвата речевой информации. Используют провод­ные соединения со звукозаписывающей аппаратурой. Микро­фоны могут монтироваться в предметы интерьера помещения, в отверстиях, сделанных в стене из соседнего помещения, в телефонных и сетевых розетках, в оборудовании (систем­ные блоки, принтеры, мониторы, элементы силовых кабелей и т.д.), под плинтусами, в осветительных системах и других объектах. Некоторые типы микрофонов (электретные) имеют очень малые размеры, например 7x5x2 мм и менее.

Совершенствование параметров микрофонов идет, с одной стороны, в направлении повышения чувствительности, что свя­зано со стремлением увеличить дальность перехвата акустиче­ской информации, а с другой – в направлении решения задачи отделения полезного сигнала от акустических шумов.

Стремление уменьшить размеры микрофонов противоре­чит возможности улучшения их акустических параметров.

На физическом уровне необходим переход на новые прин­ципы действия. Например, использование акустонанокапиллярного эффекта, проявляющегося в нанотрубках. Под воздей­ствием звука изменяется уровень заполнения капиллярного канала, который можно преобразовать в электрический сигнал.

Переход на пленочные наноструктуры позволит сущест­венно уменьшить размеры микрофонов и повысить их КПД.

Могут быть использованы и другие ФЭ, например влия­ние ультразвука на движение носителей заряда, на поляриза­цию диэлектрика.

Микрофоны направленного действия. Применяются в том случае, когда не удается использовать для перехвата акустической информации контролируемую зону (помеще­ние). Микрофоны этого типа обеспечивают перехват акусти­ческого сигнала после многократного его отражения (эффект отражения звука), после прохождения его через открытые окна, форточки, воздуховоды системы вентиляции, через от­верстия в стенах и перегородках.

Используют следующие типы направленных микрофо­нов: параболические, трубчатые, плоские акустические фази­рованные решетки, органного типа, градиентные.

Параболический микрофон содержит отражатель звука параболической формы (диаметр 200-500 мм), в фокусе кото­рого установлен микрофон. Используется эффект отражения звука.

Трубчатый микрофон, или микрофон "бегущей" волны, содержит трубку диаметром 10-30 мм и длиной от 15 до 200 мм. Известны модели с трубкой до 1 м. Трубка по ок­ружности имеет щелевые отверстия. Она выполняет функ­цию звуковода.

В акустических фазированных решетках использован принцип размещения на плоскости нескольких десятков либо микрофонов, либо открытых торцов акустопроводов, звук от которых передается микрофону-сумматору. Такой микрофон обладает хорошими маскировочными свойствами (встраива­ется в стенку портфеля, размещается с внутренней стороны пиджака, используется как декоративный элемент).

Микрофон органного типа представляет собой пучок из нескольких десятков тонких трубок с длинами от нескольких сантиметров до метра и более. Звуковые волны, приходящие к приемнику по осевой линии, проходят в трубки м поступают в предкапсульный объем в одинаковой фазе, и их амплитуды складываются. А звуковые волны, приходящие под углом к оси, оказываются сдвинутыми по фазе, так как трубки име­ют разную длину.

Градиентные микрофоны имеют значительно меньшие размеры, чем предыдущие типы. Используется свойство градиентности давления звуковой волны.

Для практической реализации возможностей микрофонов направленного действия (прослушивание на расстоянии до 100 м и более) требуется специальная обработка акустических сигналов по шумоочистке.

Диктофоны. Их разновидностей достаточно много. В последнее время предпочтение отдается цифровым магни­тофонам с ФЛЕШ-памятью: SAMSYNG SVR-240, OLIMPYS DS-150, Спутник 1200. Многие из них оборудованы системой автоматического включения при паузах в разговорах (акусто-матом). Диктофоны размещаются в дипломатах, пачках сига­рет, в корпусах наручных часов и т.д.

Дальнейшее совершенствование диктофонов идет по пути использования более эффективной микроэлектроники, снижения энергопотребления и уменьшения размеров, ис­ключения каких-либо подвижных элементов.

В акустовибрационном канале (или виброакустическом) средой распространения акустических сигналов являются элементы конструкций зданий (стены, потолки, оконные рамы, двери, трубопроводы и другие элементы), элементы конструк­ций технических систем, находящихся в помещении.

Акустические колебания, воздействуя на твердые поверх­ности, преобразуются в механические колебания частиц твер­дых тел и распространяются по ним. Так, например, воздей­ствуя на стену помещения, акустический сигнал порождает вибрационные колебания твердого тела, т.е. происходит про­явление ФЭ, схема которого представлена на рис. 9.

Рис. 9. Эффект преобразования акустических колебаний
в колебания частиц твердого тела (вибрационные колебания)

Большинство твердых тел являются хорошими проводни­ками звуковых колебаний (вибрационных колебаний).

Вибрационные колебания могут быть непосредственно приняты, преобразованы в электрические колебания, усилены и записаны. А затем, по мере необходимости, могут быть пре­образованы в акустические колебания.

Структура акустовибрационного канала приведена на рис. 10.

Рис. 10. Структура акустовибрационного канала

В случае, если источник акустического сигнала будет не­посредственно связан с твердой средой, структурная схема будет иметь следующий вид (рис. 11).

Рис. 11. Структура акустовибрационного канала (без воздушной среды)

Физическая схема акустовибрационного канала представ­лена на рис. 12.

Рис. 12. ФСх акустовибрационного канала

КПД акустовибрационного канала зависит от величины потерь за счет отражения звука (качество поверхности твердого тела) и за счет преобразования звуковых колебаний в тепловые колебания частиц твердого тела (упругие свойства тела). Кроме того, твердое тело должно обладать хорошей звукопроводимо­стью, которая также связана с его упругими свойствами.

Дата добавления: 2014-01-15