Хорев Анатолий Анатольевич, профессор, доктор технических наук средства акустической разведки: направленные микрофоны и лазерные акустические системы.  Направленный микрофон своими руками Микрофоны серии Shure SV300

Сегодня мы продолжаем статьи о шпионскиx теxнологияx, а именно, мы с вами сегодня попытаемся собрать микрофон направленного действия - для прослушки соседей за стеной. Иногда жучек менее полезен для прослушки и есть места, где попросту невозможно закинуть радио передатчик по разным причинам. Или допустим очень нужно слушать разговор какого то человека, а доступа в его дом у вас нет... И тут на помощь идет микрофон, который специально сделан для такиx целей. Само устройство будет монтировано в силиконовом пистолете.

Питается направленный микрофон от низковольтного источника питания 3 - 6 вольт. Удобно использование литиевыx аккумуляторов от мобильного телефона с напряжением 3,7 вольт и с емкостью около 800 ма. Рабочий ток устройства составляет от 50 до 120 ма в зависимости от того, транзисторы какого типа мы используем. Вся конструкция направленного микрофона отлично помещается в указанном корпусе и имеет маленькие размеры. Принимает сигнал пьезоэлектрическая головка, затем сигнал усиливается предварительным усилителем, собранный на транзистораx ВТ1 и ВТ2, позже проxодя через фильтр, из сигнала отрезаются низкие частоты и обработанный сигнал поступает на окончательный усилительный каскад. Степень настолько высокая, что позволяет нам слышать даже шепот соседей. В устройстве применена обыкновенная пьезоэлектрическая головка. Схему направленного микрофона смотрим ниже:


В качестве наушника подойдет практически любой высокоомный динамик с сопротивлением не менее 25 ом, в данном случае применена небольшая головка с сопротивлением 32 ом. Все транзисторы можно заменить импортными - это уменьшит размер платы и может положительно повлиять на общее качество работы направленного микрофона. Возможно применение SMD компонентов. Вместо оконечного усилительного каскада можно также использовать усилитель например на микросхеме , собранный по мостовому варианту, но при использовании микросxем чувствительность может снизится вдвое, зато так проще. Можно общую плату конструкции направленного микрофона питать от двуx пальчиковыx батареек с напряжением 3 вольта, но применение аккумулятора удобно тем, что его можно заряжать и многократно использовать, а кроме того аккумулятор обеспечивает долговременную и надежную работу устройства.

Пьезоголовку-микрофон помещают в специально изготовленный зонтик для того чтобы сцентрировать звуковые волны в единой точке - этим в свою очередь предварительно увеличив спектр речевого потока. Главное не перепутать полярность головки подключая центральную часть головки к плюсу по сxеме.

Аккумулятор лучше изолировать от общего корпуса во избежание звукового фона, а также нужно чтобы наушник наxодился от устройства на определенной дистанции которая ровна 1-му метру. Если пьезоэлектрическую головку заменить на электретный микрофон, то устройство превратиться в направленный микрофон, он способен улавливать речь человека на дистанции порядка 15 метров. Правда в таком случае вы не сможете услышать разговоры за стеной.

Микрофоны направленного действия состоят из диффузора, а также усилителя. Многие модификации используются спецслужбами. Современные устройства производятся с фильтрами и без них. Многие модификации способны похвастаться высокой чувствительностью. Если верить специалистам, то модель целесообразнее приобретать с двумя

Минимальная пороговая частота в среднем составляет 300 МГц. Чувствительность на импедансе не превышает 3 мВ. У многих моделей применяется два усилителя. Проводимость звукового сигнала в таком случае возрастает довольно сильно. На рынке микрофон направленного действия для профессионалов стоит примерно 12 тыс. руб.

Как сделать своими руками?

Чтобы сделать направленный микрофон своими руками, нужно в первую очередь заняться установкой диффузора. Многие эксперты в данной ситуации рекомендуют применять диодные устройства. Показатель минимальной чувствительности у них в среднем составляет 4 мВ. Также стоит отметить, что для микрофона потребуется небольшой фильтр, который будет справляться с импульсными помехами. Усилители целесообразнее подбирать низкочастотного типа.

Расход энергии у них не слишком высокий. Также стоит отметить, что они являются компактными и не займут много места в корпусе устройства. Непосредственно батарея устанавливается за диффузором. Для увеличения проводимости сигнала рекомендуется применять константный переходник.

Параметры устройств King EH031

Данные микрофоны направленного действия отзывы в основном получают положительного характера. Если верить экспертам, то проводимость сигнала в устройстве довольно высокая. Отдельного внимания заслуживает качественный усилитель. У данного микрофона он применяется линейного типа. Система защиты используется класса РР40.

Рабочая влажность микрофона данной серии находится на уровне 40 %. Если верить экспертам, то диффузором воспринимаются без проблем. Посторонние предметы значительно снижают качество слышимости. Этот направленный микрофон на расстоянии до 130 метров работает замечательно. Линейный аудиовыход в данном случае имеется. Стоит модификация в районе 8800 руб.

Микрофоны серии King EH035

Этот направленный микрофон для прослушки производится с двумя дипольными триодами. Усилитель стандартно используется низкочастотного типа. Показатель чувствительности на импедансе равняется 3.3 мВ. Если верить экспертам, то проводимость сигнала при низких частотах довольно высокая.

Проводник у модификации находится в задней части устройства. Также стоит отметить, что модель оснащена отличной системой защиты класса РР42. Все это говорит о том, что модификация способна работать на расстоянии свыше 130 метров. Слышимость голоса при высоких частотах довольно высокая. Отдельного внимания заслуживают компактные размеры микрофона. Цена на данный товар стартует от 13 тыс. руб.

Особенности модификаций King EH040

Микрофон (направленный) представленной серии отличается высоким качеством слышимости при низких частотах. Фильтр у модификации используется с диодным переходником. Если верить экспертам, то диффузор обладает малой проводимостью сигнала. Также стоит отметить, что у модели есть проблемы с быстрой разрядкой. Аккумулятор в устройстве применяется литиевого типа, и рассчитан он на пять часов работы. Запас энергии у него крайне малый. Усилитель в модели применяется низкого качества. Стоит устройство в магазинах примерно 12 300 руб.

Параметры устройств Shure SV200

Этот микрофон (направленный) замечательно подходит для прослушки на расстоянии свыше 100 метров. Если верить экспертам, то низкие частоты слышатся замечательно. Переходник под микрофон подобран довольно качественный. Также стоит отметить, что диффузор способен работать при повышенной влажности. Отдельного внимания заслуживает небольшой фильтр, который отсеивает лишние звуки.

Помехи посторонних колебаний он фильтрует довольно качественно. Однако недостатки в устройстве все-таки есть. С высокими частотами на большом расстоянии модель справляется плохо. Линейный аудиовыход в данном случае отсутствует. Также стоит отметить, что модель быстро разряжается. При этом индикатор батареи иногда перегорает. Стоит модификация в наше время примерно 14 300 руб.

Микрофоны серии Shure SV300

Данный микрофон (направленный) больше всего подходит для работы на расстоянии не более 140 метров. Проводимость сигнала при низких частотах у него довольно высокая. При расстоянии до 80 метров слышимость голоса очень хорошая. Переходник под батарею в данном случае подобран дипольного типа. Диффузор у этого микрофона применяется только один. Для подключения наушников применяется линейный коаксиальный выход. Также у модификации есть разъем на 3.5 мм. Чувствительность высоких частот в данном случае составляет 3.3 мВ.

Если верить экспертам, то для профессионалов устройство подходит не лучшим образом. Индикатор включения у модели отсутствует. Также стоит отметить, что диффузор плохо справляется с повышенными частотами. Переходник под линейный видеовыход в устройстве отсутствует. Индикатор заряда батареи производителем не предусмотрен. Стоит этот направленный микрофон для прослушки на расстоянии в пределах 10-11 тыс. руб.

Особенности модификаций Rode NTG-2

Этот микрофон (направленный) производится с двумя диффузорами. Если верить экспертам, то проводимость сигнала при низких частотах довольно высокая. На расстоянии до 100 метров слышимость голоса хорошая. Фильтр для импульсных помех в данном случае отсутствует. Также стоит отметить, что усилитель для микрофона подобран без переходника.

Если говорить про подключение, то важно упомянуть о наличии коаксиального разъема. Линейный аудиовыход у модификации также имеется. Слышимость высоких частот на большом расстоянии не сильно хорошая. При этом чувствительность усилителя находится на уровне 2.2 мВ. Если верить экспертам, то для профессионального применения микрофон не особо хороший. Также надо отметить, что в его наборе не предусмотрен чехол. Стоит направленный микрофон для прослушки на расстоянии примерно 14 тыс. руб.

Параметры устройств Samson R23S

Это компактный и качественный микрофон. Если верить экспертам, то модель довольно часто применяется спецслужбами. Рабочая влажность устройства составляет 44 %. При температуре свыше 45 градусов его использовать запрещается. Диффузор у модификации применяется диодного типа, а переходники под него подобраны с двумя контакторами. Фильтр у модели стандартно установлен низкочастотного типа. Непосредственно усилитель применяется с низкоомными переходником.

Параметр пороговой чувствительности максимум достигает 4.3 мВ. Если верить доводам экспертов, то модель замечательно справляется с прослушкой на расстоянии свыше 150 метров. Сбои в работе усилителя наблюдаются довольно редко. Система защиты у микрофона применяется класса РР40. Цена на эту модель стартует от 10 тыс. руб.

Микрофоны серии Samson R25S

Это профессиональный и качественный микрофон. Если верить экспертам, то проводимость сигнала при низких частотах у него приемлемая. Также стоит отметить, что устройство разрешается применять в сырую погоду. Линейный выход КЕ в данном случае используется.

Еще в устройстве имеется разъем на 3.5 мм. Батарея у микрофона применяется литиевого типа на 2 А. Если верить доводам экспертов, то с высокими частотами модель справляется не лучшим образом. Фильтры у модификации применяются с медными изоляторами. По габаритам микрофон является компактным. Цена на него стартует от 9300 руб.

Особенности модели Sennheiser XSW 12

Этот микрофон не подходит для прослушки на небольшом расстоянии. Фильтр импульсных помех применяется низкого качества. Однако стоит отметить компактность модификации. Переходник к микрофону крепится очень надежно. Показатель чувствительности составляет не более 3.2 мВ.

Также стоит отметить, что у модели редко ломается диффузор. Батарея применяется только на 3 А. Система защиты применяется класса РК40. Рабочая влажность данного микрофона находится на уровне 34 %. Приобрести товар пользователь может за 8300 руб.

Принцип действия подобных устройств достаточно прост и понятен. Микрофон размещен в фокусе отражателя параболической формы (см. рис. 45). Звуковые волны 3 с осевого направления, отражаясь от параболического зеркала 2, суммируются в фазе в фокальной точке 1 (на микрофоне). Возникает усиление звукового поля. Чем больше диаметр зеркала отражателя, тем большее усиление может обеспечить устройство. Если направление прихода звука не осевое, то сложение отраженных от различных частей параболического зеркала звуковых волн, приходящих в фокус, даст меньший результат, поскольку не все слагаемые будут в фазе. Ослабление тем сильнее, чем больше угол прихода звука по отношению к оси. Создается, таким образом, угловая избирательность по приему.

Рис. 45. Параболический направленный микрофон

Как правило, фирмами-изготовителями поставляется в комплекте блок усиления с системой автоматической регулировки усиления и выходами на наушники и магнитофон, иногда акустические фильтры. При работе параболическую антенну с микрофоном можно держать в руках или закрепить на треноге.

В качестве примеров направленных микрофонов с параболическим отражателем рассмотрим несколько систем.

Портативный параболический приемник РЯО-200 предназначен для дистанционного приема звуковых волн. Обладает высокой чувствительностью и острой диаграммой направленности параболического зеркала. Оборудован дополнительным регулируемым фильтром, позволяющим осуществлять частотную селекцию сигнала по ширине и положению его спектра на оси частот. Паспортная дальность - 1 км. Очевидно эта величина приведена для наилучших условий приема: тихая открытая местность, ночь, человек говорит в полный голос. Имеется возможность подключения к магнитофону. Питание

От встроенного аккумулятора или внешнего зарядного устройства от сети 220 В. Диаметр зеркала - 60 и 75 см (качество приема улучшается с увеличением диаметра зеркала).

Значения коэффициента направленного действия (КНД) антенны в зависимости от диаметра зеркала и частоты принимаемого акустического сигнала приведены в табл. 5.

Таблица 5.

Другой направленный микрофон (типа А-2) имеет параболический отражатель диаметром 43 см, снабжен усилителем и наушниками. Паспортная дальность действия на открытой местности также заявлена около 1км (!). Коэффициент усиления электронного блока - не менее 80 дБ. Имеется система автоматической регулировки усиления с динамическим диапазоном входных сигналов 40 дБ.

Параболические направленные микрофоны РК375 и РК390 (производство Германии) имеют следующие параметры.

РК375: габариты - 0 600x300 мм, масса - 1,2 кг, коэффициент усиления - 90 дБ, питание - 5 В, автономность - 75 часов.

РК390, соответственно: 0 130x100 мм, 1,1 кг, 70 дБ, 9 В, 50 часов. Паспортная дальность - до 50 м (пунктуальности немцев можно позавидовать).

Особенности оперативного применения направленных микрофонов таковы, что неподготовленный человек не сможет их скрытно использовать, так как необходимо не только правильно расположиться относительно объекта разведки и источников шумов, но при этом и самому не быть обнаруженным. Особенно в случае использования направленных микрофонов с параболическими отражателями из-за их существенных размеров. Зарубежные специалисты рекомендуют применять такие микрофоны только в условиях ограниченной видимости и при относительно низких уровнях окружающих шумов, например, ночью. При этом честно информируют, что акустический телескоп может не улавливать звуки на большом (заявленном) расстоянии, если он используется в местах с повышенным уровнем фонового шума. Внешний вид некоторых типов направленных микрофонов представлен на рис. 46-49.

Рис. 46. Параболический стационар ный микрофон с наушниками

Рис. 47. Параболический переносной микрофон с наушниками


Рис. 48. Параболический ручной микрофон

Рис. 49. Трубчатый микрофон закамуфлированный под зонтик 2.6. Особенности применения направленных микрофонов

На дальность дистанционной записи влияют не только параметры микрофонов, но и условия, в которых применяются эти устройства, следует знать некоторые особенности использования направленных микрофонов.

На открытой местности

К открытой местности обычно относят участки, не имеющие ярко выраженных ограждающих конструкций, которые создают замкнутый объем. Как правило, это улицы, площади, стадионы, дворы, парки, залы летних кафе, пляжи и т. п. К работе на открытых площадках относят и прослушивание разговоров, ведущихся в помещениях, если перехват ведется через открытое окно, форточку или опущенное стекло автомобиля.

Основными ограничениями на ведение негласного съема информации в таких условиях является затухание, которое испытывает сигнал при его распространении, и высокий уровень фоновых шумов. Величина затухания обусловливается рядом факторов, которые зависят как от характеристик самого звука, так и от свойств среды распространения. Все их делят на две большие группы.

В первую группу входят факторы, связанные с законами распространения акустических волн. А именно:

При распространении в неограниченной среде от источника конечных размеров интенсивность звука убывает обратно пропорционально квадрату пройденного расстояния;

Неоднородности среды (капли дождя, ветки деревьев и другие препятствия) вызывают рассеяние звуковых волн, приводящее к ослаблению сигнала в «основном» направлении;

На распространение звука в атмосфере влияют турбулентности, распределения температуры и давления, сила и скорость ветра, которые вызывают искривление звуковых лучей, а иногда вообще нарушают передачу звука.

Если параметры обоих слоев близки друг к другу, то фактически вся энергия переходит из одной среды в другую и ф! « ф2. Когда же параметры различны, имеет место искривление звуковых лучей. Именно по этой причине оператор часто вынужден размещать микрофон как можно выше над поверхностью земли, чтобы обеспечить максимальную дальность перехвата акустических сигналов.

Вторая группа связана с физическими процессами в веществе - необратимыми переходами звуковой энергии в другие формы (главным образом в тепло). Можно выделить следующие факторы, определяющие степень поглощения звуковых волн:

Поглощение звука возрастает пропорционально квадрату частоты (поэтому колебания с частотами выше 1000 Гц затухают особенно быстро);

Степень поглощения растет при уменьшении относительной влажности воздуха (так, например, при влажности 50 % акустические сигналы с частотой 10 кГц затухают только на 14 дБ на каждые 100 м, а при уменьшении влажности до 15 % затухание возрастает вдвое и достигает 28 дБ; ветер, дождь и снег могут добавить еще 8-10 дБ на каждые 100 м).

Строго говоря, открытых пространств, в которых звуковые волны распространялись бы беспрепятственно во всех направлениях, практически нет, так как, всегда имеют место отражения от земной поверхности, стен ближайших зданий, предметов и т. п. Однако эти переотражения можно учесть, а иногда и просто пренебречь ими, если они незначительны из-за высокого коэффициента поглощения (например, от снежного покрова).

В табл. 6 приведены уровни громкости различных шумов в зависимости от дальности источника. Сравнивая приведенные значения с уровнем обычной речи, который составляет 65-75 дБ, делают вывод о степени влияния акустических помех на качество перехвата.

Таблица 6.

Источник шума и место его измерения Уровень громкости, дБ
Громкий автомобильный гудок на расстоянии 8м 95-100
Электропоезд на эстакаде на расстоянии 6 м 90
Шум в поезде метро во время движения 85-90
Автобус (полный ход) на расстоянии 5 м 85-88
Трамвай на расстоянии 10-20м 80-85
Троллейбус на расстоянии 5 м 77
Г рузовой автомобиль на расстоянии 5-20 м 60-75
Легковой автомобиль на расстоянии 5-20 м 50-65
Шумная улица без трамвайного движения 60-75
Обычный средний шум на улице 55-60
То же, в момент затишья днем 40
Тихая улица (без движения транспорта) 30-35
Тихий сад 20
Деревообрабатывающая фабрика 96-98
Зал при массовых сценах 75-95
Шумное собрание 65...70
Шепот на расстоянии 1 м 20
Разговор на расстоянии 1 м: громкий/обычный 65-70/55-60
Коридоры 35-40
Кафе 50-52

Из вышесказанного следует, что на дальность фиксации речевой информации на открытом участке местности влияют следующие факторы: направление и сила ветра, температура и влажность воздуха, характер рельефа, наличие строений, растительность, уровни фоновых шумов. Дальность ведения разведки увеличивается, если ветер дует со стороны источника звука, ночью и ранним утром, в пасмурную погоду, особенно после дождя, у водной поверхности, в горах, зимой (при отсутствии снегопада). Звук поглощается (становится слабее) в жаркую солнечную погоду, во время снегопада, дождя, в лесу, кустарнике и на местности с песчаным грунтом, при наличии искусственных и естественных препятствий.

Следует еще раз подчеркнуть, что приведенные цифры относятся к идеальной обстановке и открытому пространству, а в реальных городских условиях практически невозможно проводить съем информации с расстояний, превышающих 10-15 м на шумной улице, 15-25 м - в остальных случаях. В загородных условиях - это 30-100 м. В принципе, необходимо запомнить простое правило: если оператор слышит речь своим ухом, но не может разобрать лишь отдельные слова, то с помощью хорошего направленного микрофона возможно осуществить перехват и звукозапись разговора; в противном случае никакой направленный микрофон не поможет.

В помещениях

Отличительной особенностью применения направленных микрофонов в помещениях является более сложное звуковое поле полезного сигнала, которое представляет из себя суперпозицию составляющей «прямого» звука, созданной звуковыми волнами, не испытавшими ни одного отражения, и составляющих, созданных несколькими отраженными звуковыми волнами. Поле отраженных звуковых волн почти всегда близко к диффузному.

Акустические шумы в помещениях так же, как и на открытой местности, существенно ограничивают динамический диапазон принимаемой информации, снижают разборчивость речи. Эти шумы создаются как людьми, так и вибрациями, проникающими в помещение извне (с улицы или из соседних помещений). Уровни шумов, создаваемые людьми, зависят от их количества в помещении, громкости разговоров и т. д. Уровни шумов (вибраций), проникающих снаружи, определяются звукоизоляцией помещения и уровнями внешних шумов.

В табл. 7 приведены санитарные нормы допустимых уровней акустических шумов, характерных для различных типов помещений. Приведенные цифры позволяют составить представления об условиях перехвата речевой информации с помощью направленных микрофонов. Здесь уместно еще раз напомнить, что уровень обычной речи на расстоянии 1 м составляет 65-75 дБ.

Таблица 7.

В общем случае лучшее качество перехвата информации в помещении обеспечивается при размещении направленного микрофона рабочей осью на источник сигнала (человека или группу людей), а тылом к источникам акустических помех. При этом оператор должен стремиться занять максимально тихое место (избегая углы, где особенно много переотраженных сигналов) в зоне действия прямого звука.

Люди в силу своей любознательности всегда стремились услышать больше и дальше. Для этого использовались разные технические устройства от акустического локатора до направленного микрофона.

Кто-то делал это из любопытства, кто-то для получения преимуществ в военном деле, кто-то для расширения области известного мира. На стыке интересов военных (ресурс — деньги) и ученых (ресурс — знания) всегда появлялись изобретения. Средства, которые для этого применялись всегда соответствовали высшему уровню технологии.

Такие смешные «уши-чебурашки» в начале 19 века не были такими наивными игрушками, как нам теперь кажется. Они реально действовали.

Их разнообразие и многонациональность, говорят о соревновании передовых держав в этом направлении.

Все началось с приложенной к уху ладони, со слухового рожка , который старички прикладывали к уху, потом была акушерская трубка, стакан, приложенный к стене, стетоскоп.

Как раз на попытках расширить и удлинить ушную раковину основывался принцип действия слуховых рожков для глухих.

В 1880 году некто профессор Майер придумал большие уши, не занимающие рук. Они опирались на плечи носителя

Топофон профессора Майера, 1880 г.

Эти уши направленного действия и позволяли приблизительно определить местоположение источника шума, его локацию. Ну, просто потому, что стоит отвернуться от него - и уже ничего не слышно. Или, по простому, бинауральность.

И, само собой, едва только в небе зажужжала авиация, раструбы для ушей немедленно были поставлены на военную службу. Теперь они назывались акустическими локаторами и требовались как раз для своевременного обнаружения вражеской авиации и определения направления - откуда её ждать.

Один из первых экспериментов на эту тему - некто Рев М. Дж. Бекон и помогающие ему добровольцы пытаются слушать, как летит воздушный шар, Великобритания, 1898 год: Эксперимент Рева М. Дж. Бекона


Чешский (?) четырёхтрубный локатор 1920-х обслуживался двумя человеками:

Ещё один боевой чебурашка:


Японский император Хирохито инспектирует подразделение боевых слуховых
труб, 1930-е Французский локатор 1930-х состоял из четырёх гексагональных
блоков, каждый из которых содержал 36
гексагональных рожков. Обслуживали устройство три
оператора
Королевские инженеры испытывают акустический локатор, Великобритания,
1938г.


А вот и наши - акустический локатор противовоздушной обороны в блокадном Ленинграде. Акустический локатор в Ленинграде. Великая Отечественная война


Но по величине ушей всех, конечно, обскакали британцы. Они в 1920-1930-е
годы понастроили у себя вот таких штук


Это звуковые зеркала. Огромные параболические рефлекторы. До сих пор, кстати, стоят. Они были нужны для дальнего обнаружения вражеских кораблей. Там внутри комнатка, в ней сидел человек и слушал море.

СОВРЕМЕННОСТЬ

Можно сколько угодно потешаться над военной техникой прошлого тысячелетия, но…

Параболические направленные микрофоны

Параболические направленные микрофоны, которые по современным оценкам позволяют в 5 раз усилить звук в нужном направлении.

Микрофон направленного действия с моноклем. Идеально подходит для прослушивания удалённого разговора. Мощная система регистрации звука усиливает звук до 70 децибел и позволяет слышать даже самое слабое пение птиц, или негромкий разговор, или шумы на расстоянии до 100 м. Для увеличения направленности и кучности сбора звуков в микрофоне направленного действия используется пластиковая параболическая тарелка. с встроенным диктофоном (цена 1500 руб.)

…до зубов вооружен направленным микрофоном

Направленный микрофон органного типа (Резонансный микрофон)

Резонансный микрофон основан на использовании явления резонанса в металлических трубках разной длины. Например, в одной из модификаций такого микрофона используется набор из 7 трубок длиной от 5 до 55 см.
С помощью такого микрофона можно прослушать разговор на расстоянии до 1 км, реализовав принцип «никого рядом нет, но Вас хорошо слышно».


Простой направленный микрофон представляет собой набор из семи алюминиевых резонансных трубок диаметром 10 мм.

Длина трубки определяет резонансную частоту звукового сигнала, а формула для расчета длины трубок имеет вид:

L= 330/2F,
где L — длина трубки в метрах, F — резонансная частота в герцах.

При желании в сети вы без труда найдете схему устройства, в котором используется

Звуковые волны, приходящие к приемнику по осевому направлению, приходят к микрофону в одинаковой фазе, а с боковых направлений (по причине отличной скорости распространения звуковых волн в металле, а также разной длины трубок) — оказываются сдвинутыми по фазе. Следует отметить, что микрофонный усилитель усиливает звуки, приходящие со всех сторон, и если отношение сигнал/шум будет недостаточным, то необходимо применять специальные направленные микрофоны.


Схема «боевого» резонансного микрофона

Трубчатые микрофоны, или микрофоны «бегущей» волны, представляют собой вариант направленного резонансного микрофона Принцип их действия поясняется на рисунке

Плоские фазированные решетки реализуют идею одновременного приема звукового поля в дискретных точках некоторой плоскости, перпендикулярной к направлению на источник звука.

В точках (А1, А2, А3…) размещаются либо микрофоны, выходные сигналы которых суммируются электрически, либо, и чаще всего, открытые торцы звуководов, например трубки достаточно малого диаметра, которые обеспечивают синфазное сложение звуковых пален от источника в некотором акустическом сумматоре.

К выходу сумматора подсоединен микрофон. Если звук приходит с осевого направления, то все сигналы, распространяющиеся по звука- водам, будут в фазе, и сложение в акустическом сумматоре даст максимальный результат. Если направление на источник звука не осевое, а под некоторым углом к оси, то сигналы от разных точек приемной плоскости будут разными по фазе и результат их сложения будет меньшим. Чем больше угол прихода звука, тем сильнее его ослабление. Обычно число приемных точек Аi в таких решетках составляет несколько десятков. Конструктивно плоские фазированные решетки встраиваются либо в переднюю стенку атташе-кейса с последующим камуфляжем, либо в майку-жилет, которая надевается под пиджак или рубашку. Необходимые электронные блоки (усилитель, элементы питания, магнитофон) располагаются соответственно либо в кейсе, либо под одеждой.

Микрофонная решётка (микрофонный массив)

Микрофонная решётка (микрофонный массив) - один из видов направленных микрофонов. Состоит из множества микрофонов, находящихся в одной плоскости. Диаграмма направленности создаётся при помощи изменения фаз волн.

Плоский микрофон фирмы G.R.A.S. ФАР (фазированная антенная решетка)

Применения:

  • Системы, уменьшающие шум при записи голоса (применяется в телефонах, системах распознавания речи, в слуховых аппаратах)
  • Создание (запись) объемного звука (Surround)
  • Определение местоположения объектов по звуку, например, в военных целях - для определения точки нахождения снайпера или артиллерийской установки, производящих выстрел; определение местоположения и маршрута самолетов.
  • Высококачественная (Hi-Fi) запись звука

Исследовательские микрофонные массивы могут достигать больших размеров, так, в Massachusetts Institute of Technology исследовался массив из 1020 микрофонов. В одном из экспериментов данная решетка позволила выделить речь любого из 5 человек, которые одновременно зачитывали разные тексты.

ОС семейства Windows начиная с Vista, имеют поддержку встроенных и создаваемых пользователем микрофонных решеток.

—————————————-

…И, поверьте, точка еще не поставлена.
Говоря о будущем данной отрасли можно выделить по крайней мере три направления возможного совершенствования направленных микрофонов.
— С одной стороны, следует ожидать (по аналогии с адаптивной временной фильтрацией) появления приборов, способных к адаптивной пространственно-временной фильтрации акустических помех. Объективной основой таких приборов являются достижения в области цифровой многоканальной обработки данных.
— Вторая возможность совершенствования направленных микрофонов связана с прогрессом с области высокочувствительных акустических сенсоров, что принципиально позволяет создавать микрофоны с пороговой чувствительностью минус 10 – минус 15 дБ и предельной дальностью контроля при отсутствии внешнего шума.
— И, наконец, нельзя исключить появления принципиально новых направленных микрофонов, использующих нелинейные и параметрические эффекты для реализации органолептических скрытных антенн большого размера и способных обеспечивать к.н.д. 20-25 дБ и более.

PS Любая антенна может использоваться как для приема сигнала, так и для его излучения. Так любое из описанных выше устройств может превратиться из мирных средства пассивного подслушивания в .

В обзоре супер популярное звукоусилительное устройство под названием Арбитр. Это микрофон для направленной прослушки, который улавливает и усиливает слабые звуки на расстоянии до 100 метров. При помощи этого устройства можно слушать и записывать различные звуки, например, пение птиц. Конечно, можно услышать и чужие разговоры, что автор этого видеообора настоятельно не рекомендует, потому что делать это нехорошо.

Куплено в этом китайском магазине . Давайте распакуем и соберем гаджет. Первое, что находится в коробочке – параболический улавливатель в виде пистолета. Он оборудован монокуляром с 8 кратным увеличением с зуммером, чтобы следить за объектом. Кнопка включения, регулятор громкости, запись, подключение наушников. В комплекте имеются наушники.

Сборка и отладка микрофона для прослушки

Приступим к сборке и наладке Арбитра для работы на расстоянии. Питается от одной батарейки Крона, но это не очень хорошо, так как они имеют небольшую емкость. Лучше купить другую батарейку. Устанавливаем батарейку. Теперь крепим параболический звуковой отражатель.

Как работает улавливатель звука на расстоянии?

Акустические колебания от микрофона передаются на усилительное устройство, которое усиленный звук передает на наушники. Подключаем их. Усилитель звука готов к работе.

Давайте проверим его в работе. Одеваем наушники, включаем кнопку, направляем на источник. Слышно пение птиц вдалеке, звук реально усиливается в 15-20 раз, отчётливо слышно. Он настолько громкий, что при пении птицы, находящейся рядом, приходится сбавить мощность.

Прекрасный гаджет для различения и прослушивания на расстоянии. Если использовать более мощные наушники, это микрофон для прослушки действует лучше. Нужны наушники закрытого типа, сразу возрастает чувствительность и качество звука.

Случайные статьи

Вверх