Предвестник цунами
Населению океанических побережий с покон веков известны люди, совершенно верно предвещающие разрушительные ураганы и цунами — огромные волны, появляющиеся в следствии сильных подводных землетрясений либо извержений вулканов. В средневековье таких предсказателей обвиняли в связях с нечистой силой и подвергали преследованиям, в противном случае и ожесточённым пыткам.
Большое количество позднее, в то время, когда суеверия были потеснены наукой, ученые заинтересовались непонятным феноменом.
Оказалось, что многим суровым явлениям природы предшествует распространение в земной тверди и океанской толще механических колебаний, частота которых исчисляется несколькими единицами Герц. Переходя в воздушную среду, эти сотрясения становятся так называемым ИЗ — инфразвуком (от латинского infra—под), фактически не слышимым подавляющим числом людей. Оно и ясно, поскольку человеческое ухо принимает как звук только упругие колебания воздуха с частотой 20-20 000 Гц.
Но кое-какие животные (в частности, медузы и кое-какие виды аквариумных рыбок, культивируемых в Японии) способны чутко реагировать на ИЗ. Да и сам человек, строго говоря, не равнодушен к инфрачастотным колебаниям воздуха, опосредованно принимая их иногда как безотчетное беспокойство либо смятение. Аделали посредством данного устройства.
Известны, к примеру, изучения американского ученого Р. Вуда, «запускавшего» инфразвук на протяжении театрального спектакля.
Наряду с этим многие непосвященные зрители чувствовали тревогу а также ужас. Но колебания той же природы, привносимые в тридцатые-сороковые годы отечественным гениальным изобретателем Л.Терменом на протяжении выполнения музыкальных произведений оркестром под управлением Л.Стоковского, приводили к противоположному результату. Восторженные слушатели принимали «обогащенные» инфразвуком концерты с очень высоким эстетическим удовольствием.
Структурные схемы приемника-регистратора (а) и источника инфразвука (б); пояснение условных обозначений — в тексте
Так, влияние инфрачастотных колебаний воздуха на человека подобно палке о двух финишах. Значит, и практический интерес к ИЗ подогревается (кроме того при исключении мировых проблем, которые связаны с ранним предупреждением о землетрясениях и цунами), как минимум, двумя побудительными обоснованиями.
Первенствует— в необходимости регистраторов ИЗ, другими словами особенных приемных устройств для обнаружения инфрачастотных, провоцирующих душевный неудобство колебаний воздуха. Подтверждением этому может служить личный жизненный опыт каждого человека: в то время, когда обстоятельство тревоги установлена, ее воздействие ослабевает либо сходит на нет.
К тому же все больше людей приходит к неминуемому выводу: негативную среду возможно и необходимо улучшать, делая ее со временем безвредной для общества и человека, что получает особенную актуальность, в то время, когда речь идет об ИЗ техногенного происхождения.
Сущность второго направления — в создании аппаратов личного пользования, дозированно «подмешивающих» инфразвук к прослушиваемой музыке.
Содействуя ее углубленному восприятию, такие источники ИЗ будут создавать эффект сопереживания, регулируя глубину появляющихся душевных настроения и чувств в соответствии со запросами и вкусами слушателей.
Кинематический схема электромеханического излучателя инфразвуков:
1 — электродвигатель; 2 — диск, насаженный на ось с эксцентриситетом; 3 — пружина; 4 — коромысло; 5 — диффузор на отражательной доске
В общем случае структурные схемы аналогичных устройств возможно представить в виде совокупности функциональных узлов, реализовать каковые окажет помощь радиоэлектроника.
Разумеется, что наипервейшей задачей регистратора ИЗ будет преобразование дозвуковых колебаний воздуха в электрические сигналы гой же частоты. С этим в полной мере сможет совладать высокочувствительный микрофонный узел М на входе электронного приемного устройства.
А дабы тут же отсеять всякого рода шумы (к примеру, интенсивные уличные), талантливые замаскировать присутствие либо отсутствие колебаний инфразвуковой частоты ИЗЧ, нужен фильтр Ф. Потому, что и без того не через чур сильный микрофонный сигнал ослабнет по окончании для того чтобы «сита», нужен усилитель напряжения УН, к выходу которого уже возможно подключить узел индикатора И.
Самодельный источник ИЗ кроме этого не сможет обойтись без последовательности электронных Ф и УН, на вход которых будут поданы П-образные импульсы от генератора Г, которые содержат колебания ИЗЧ, а к выходу присоединен усилитель мощности УМ с вибратором-излучателем В в качестве нагрузки.
Разумеется, что неспециализированные для обоих устройств узлы в целях унификации целесообразно сделать однообразными. К примеру, по принципиальной электрической схеме с активным фильтром, выполненным на полупроводниковом триоде VT1, в цепь обратной связи которого включен двойной Т-мост (образован резисторами R1—R3, и конденсаторами С2—С4), и усилительными каскадами на транзисторах VТ2—VТ4.
Диапазон частот, для которого этот фильтр оказывается фактически «прозрачным», есть симметричным довольно 10 Гц. Но тут предусматривается возможность корректировки в ту либо иную сторону переменным резистором R3. Проходящие через такое «сито» колебания ИЗЧ поступают на усилитель напряжения, где в общей змиттерной цепи транзисторов VT2 и VТ4 имеется собственный «переменник» R6.
Изменяя величину этого резистора, возможно в широких пределах варьировать коэффициент усиления каскадов, и входное сопротивление всего УН в целом.
В случае если унифицированной паре Ф—УН предстоит трудиться в приемнике ИЗ, то к ее входу обязан подсоединяться, как уже отмечалось, микрофонный узел. Изготавливается он на базе промышленной электродинамической головки ВМ1 (действительно, легко модернизированной).
Каскад на транзисторе VT5, включенный по схеме с неспециализированной базой, согласовывает низкое сопротивление катушки для того чтобы микрофона с входным сопротивлением предварительного усилителя, собранного на транзисторе VT6, с коллектора которого и снимаются колебания ИЗЧ для подачи на фильтр Ф.
К выходу же УН приемника подключается узел индикатора с чувствительным стрелочным микроамперметром РА1. Диод VD1 выпрямляет усиленный сигнал, предотвращая вибрацию стрелки.
А конденсатор С9, подзаряжающийся при поступлении однополупериодных импульсов, делает показания индикатора более заметными, «масштабными».
В источнике ИЗ со входом фильтра конкретно связан генератор, выполненный по схеме несимметричного мультивибратора, а с выходом УН — усилитель мощности УМ.
Для корректировки частоты следования генерируемых импульсов предусмотрен подбор емкости конденсатора С10; переменный же резистор R21 рекомендован для регулировки уровня колебаний ИЗЧ, поступающих на фильтр.
Принципиальные электрические схемы унифицированной пары «фильтр — усилитель напряжения» (а), узлов микрофона (б) и индикатора (в) приемника, и генератopa (г) и усилителя мощности (д) источника инфразвука; нумерация радиодеталей — сквозная
В усилителе мощности транзистор VT9 является фазоинвертором, что поочередно, в строгом соответствии с фазой сигнала, руководит составными транзисторами VT10—
VT11 и VT12-VT13, имеющими различный гип проводимости. Попеременно отпирающиеся плечи выходного каскада приводят к протеканию переменного тока через излучатель инфразвука ВА1, изготавливаемый, подобно микрофону ВМ1, на базе легко видоизменяемой промышленной электродинамической головки.
Сейчас настало время поведать об этих доработках подробнее. Дело в том, что располагающие маленькой излучающей поверхностью привычные электродинамические головки не могут какое количество-нибудь заметно взаимодействовать на дозвуковых частотах с воздухом — тот вольно обтекает их маленькие диффузоры.
И так как как раз заботой об действенном воспроизведении низких звуковых частот порядка 20 Гц, а ничем иным, обуславливается тот факт, что динамик, к примеру, типа 300ГДН1 имеет довольно-таки значительные размеры: 315×130 мм.
Конечно же, для восприятия либо излучения колебаний в диапазоне, хотя бы мало-мальски приближающемся к инфразвуковой области частот, требуется достаточно большой (не меньше 300 мм в диаметре) диффузор.
К примеру, «тарелка» довоенного громкоговорителя либо кроме того самодельная склейка-конус из добротного ватмана. При соединении для того чтобы «приставника» картонной трубкой со штатным диффузором (от работоспособного динамика) либо со звуковой катушкой типовой динамической головки получается неказистая на вид, но в полной мере приемлемая конструкция с целью проведения любительских опытов на частотах, близко примыкающих к ИЗ.
С оснащением аппаратуры более приспособленными к инфразвуку излучателем и микрофоном раскрывается широкое поле для углубленных изучений.
Небезынтересно, по всей видимости, применять в качестве излучателя колебаний ИЗЧ конструкцию, обходящуюся по большому счету без радиоэлектронных узлов.
Ее кинематическая схема включает в себя электродвигатель (к примеру, от магнитофона), и поворачивающийся, насаженный на ось с эксцентриситетом диск, к краю которого пружиной или пористой резиной прижат рычаг коромысла. Второй рычаг коромысла связан с вершиной громадного диффузора (мембраной). Благодаря эксцентриситету диск при собственном вращении заставляет коромысло качаться взад-вперед, попеременно толкая либо притягивая конус, излучающий ИЗ.
Для получения упругих колебаний воздуха с частотой приблизительно 13 Гц диск в конструкции механического излучателя обязан вращаться со скоростью 780 об/мин. Наряду с этим размеры коромысла и величину эксцентриситета направляться выбирать такими, дабы амплитуда периодических подергиваний вершины диффузора была не меньше 1 мм.
К опытам с применением электронных узлов возможно приступать, изготовив их в виде рабочих макетов.
Это разрешает тут же вносить коррективы в принципиальную топологию и электрическую схему печатных плат.
Центральное место на плате приемника ИЗ из фольгированного текстолита либо гетинакса занимает уже упоминавшаяся унифицированная пара Ф — УН, к которой добавляются только микрофонный и индикаторный узлы.
Топология же печатной платы источника инфразвука отличается пайкой генератора вместо микрофонного узла, установкой усилителя мощности УМ и заменой индикатора с относящимися к нему электрическими цепями на относительно замечательную нагрузку — излучатель ИЗ. Причем выходные транзисторы VT12 и VT13 крепятся винтами на плоских алюминиевых радиаторах размерами 50x40x3 мм, размещающихся на протяжении платы друг против друга.
Топологии печатных плат принимающей (а) и излучающего инфразвук (б) самодельных устройств; монтаж унифицированной нары «фильтр—усилитель напряжения» выделен штриховым контуром
В обоих ИЗ-устройствах возможно использовать постоянные резисторы МЛТ-0,25, переменные типа СП-0,4 либо им подобные. «Переменники» устанавливаются на футляре и снабжаются регулировочными ручками. Конденсаторы С2—С4 типа КЛС, С10 — К73-15 либо МБМ, электролитический С11 — К50-12, а остальные — К50-6.
В качестве микроамперметра РА1 подходит магнитофонный индикатор уровня записи М476М.
Рекомендуемые типы полупроводниковых устройств указаны на принципиальных электрических схемах. Для переделки в ИЗ-излучатель и микрофон возможно воспользоваться динамическими головками соответственно 0,25ГДШ101-50 и 2ГДШ7.
Источником электричества приемному устройству послужит гальваническая батарея типа «Кроны», но с большей электроемкостью, тогда как источник инфразвука лучше питать от 9-вольтного адаптера, подключенного к бытовой сети.
Для обычной работы усилителя мощности нужно, дабы ток спокойствия транзисторов VT11 и VT13 (при отсутствии сигнала на входе) пребывал в пределах 5—10 мА, а напряжение на их эмиттерах равнялось половине номинала источника питания.
Первое достигается корректировкой сопротивления резистора 1325, второе — резистора 1322. Делаемая частота генератора получается подбором емкости С10.
результаты и Ход настройки нужно осуществлять контроль осциллографом.
Работу приемного устройства при отлаженном генераторе контролировать, располагая ИЗ-микрофон на минимальном расстоянии от излучателя. Рекомендуется наряду с этим устанавливать потенциометр R21 генератора в верхнее положение, которому соответствует максимум выходного сигнала, а переменный резистор R6, регулирующий усиление УН, на нулевое значение сопротивления. «Переменником» R3 осуществляется «приборный» поиск сигнала от излучателя.
В отсутствие осциллографа настройку совокупности возможно делать как бы на ощупь. Включив для этого воспроизведение басовитой органной музыки, нужно «уловить» ее по показанию индикатора, предварительно уменьшив раз в пять номиналы резисторов R1, R2 в фильтре и емкость конденсатора С9 в генераторе.
После этого, уравнивая звуковые частоты, при которых получается совместная работа, направляться перевести (одновременным пропорциональным повышением указанных номиналов) передающее и приемное устройства на работу в дозвуковой области частот.
П. ЮРЬЕВ
