Микрофон дистанционный своими руками

Направленный микрофон своими руками

В кино про шпионов часто показывают, как они направляют небольшие параболы на людей, разговаривающих в отдалении. Не стоит думать, что подслушка на большом расстоянии является прерогативой исключительно спецслужб. Подобную аппаратуру часто используют исследователи мира животных, для записи голосов зверей и птиц, охотники, поисковики-спасатели, иногда, частные детективы и просто любопытствующие.

Профессиональные микрофоны направленного действия стоят дорого. От 6000 рублей и выше. Однако можно постараться обойтись минимумом средств и сделать направленный микрофон своими руками.

Немного теории

На слышимость разговора влияет достаточно много факторов и, главным образом, атмосферные:

• ветер;
• шум дождя, листвы;
• положение подслушиваемых собеседников — стоят ли они лицом друг к другу или расположены параллельно;
• громкость самого разговора.

Установлено, что громкость обычного разговора в 60 децибел, пройдя дистанцию в 100м, ослабляется в среднем на 40дБ. Чтобы услышать о чем говорят, и были придуманы направленные микрофоны с высокой пороговой чувствительностью.

Существует 4 вида таких устройств:

1. Параболические, самые известные, где звук улавливается антенной в виде параболы диаметром от 20 до 50 см и фокусируется в ее центре, где улавливается стоящим там микрофоном. Чем больше антенна, тем выше чувствительность такого прибора. При всей простоте конструкции, у нее есть и недостатки. Она слишком громоздка и заметна и имеет плохую избирательность.
2. Микрофоны, использующие принцип бегущей волны или трубчатые состоят из трубки диаметром до 30 мм, в которой по всей длине вкруговую прорезаны щели. Звуковые волны, попадая в щели, потом суммируются микрофоном. Чем длиннее трубка, а длина ее может доходить и до метра, тем выше избирательность и чувствительность. Иногда их монтируют в зонт или трость.
3. Фазированная решётка представляет собой пластину, в определенных местах которой вмонтированы иногда до десятка микрофонов. Или звуководы, сигналы которых складываются в акустическом сумматоре. Приборы такого типа компактны и могут располагаться под одеждой или быть замаскированы под кейс. Недостаток — не может улавливать звук с больших расстояний.
4. Градиентные, представленные в продаже аппаратами первого порядка. Профессиональные, скрытные, миниатюрные. Состоят из двух стоящих рядом микрофонов. Звуковой сигнал не суммируется, а вычитается по направлению прихода сигнала. Системы более высоких порядков не продаются.Есть еще и такая редкая разновидность как органные или резонансные микрофоны. Конструкция представляет собой до десятка трубок различной длины и диаметра. Каждая из них улавливает звук в своем диапазоне, а затем он суммируется. Но это громоздкая и низко эффективная технология, которая не сильно популярна.

Какого бы типа не был прибор, сигнал от микрофона приходит на усилитель, а оттуда на наушники или записывающее устройство.

Как сделать направленный микрофон

• динамический микрофон МД-201 или любой другой микрофонный капсюль;
• готовый усилитель или собранный самостоятельно;
• наушники от телефона;
• 10-15 см коаксиального провода 50 или 75 ом;
• 9-вольтовый аккумулятор или батарейка;
• небольшой кусочек поролона;
• бархатная бумага, обычно продается в магазинах для поделок.

Схема направленного микрофона не очень сложна. Ее можно спаять не только на печатной плате, но и на плотной картонке.

Трубчатый направленный микрофон своими руками (упрощённая модель)

Скатываем бумагу в трубку диаметров 10 см, обязательно бархатной стороной внутрь. Длина трубки может быть до 50 см. Из поролона вырезается кружок и вставляется в торец трубки. В поролон укрепляется микрофон, припаянный коаксиалом ко входу усилителя. Наушники подключаются к выходу через любой подходящий разъем.

При такой цельной однотрубчатой системе получится отсеять все помехи от посторонних излучателей, но не получится усилить естественным путём акустическую волну от нужного источника, на который направлена трубка. Электроника, конечно, усилит сигнал, но не так качественно, как это делают серийные изделия. Всё дело в том, что на серийных изделий в направленных микрофонах трубчатого типа используется усиление полезного сигнала ещё на пути по трубке к усилителю. Делается это за счёт интерференции, получаемой от наложения акустической волны, идущей по трубке, на волны, дополнительно проникающие внутрь трубки через боковые отверстия в трубке. Можно поэкспериментировать, и наделать таких отверстий самостоятельно, но эффект скорее всего будет отрицательным, ибо там нужно всё аккуратно и чётко рассчитать, в соответствии с теорией.

Делаем направленный микрофон параболического типа

Таким же образом получится сделать и микрофон параболического типа, заменив трубку на подходящую параболу, сделанную из верхней части 5-литровой баклажки или старого отопительного рефлектора. Тут нужно суметь собрать отражённые поверхности тарелки лучи в точке установки микрофона. Помочь в этом может игра с точечным источником света находящемся на расстоянии от тестируемой тарелки-отражателя в тёмном помещении. Необходимо получить яркое пятно света на микрофоне, как на картинке справа.

Сам микрофон должен при этом быть спрятан от посторонних акустических сигналов. Чем точнее вы это сделаете, тем качественнее будет усиление полезного сигнала.

Источник

НАПРАВЛЕННЫЙ МИКРОФОН

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 усиления 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 TDA2822, 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.

После окончания сборки — у вас в руке чудо прибор, который может подслушивать человека не боясь достаточно толстыx стен! В ближайшем времени мы с вами продолжим конструкции поxожиx устройств. Удачи, коллеги, с вами был АКА.

Источник

Тема: Самодельный shotgun микрофон — теория, практика, оценка результатов

Опции темы

Самодельный shotgun микрофон — теория, практика, оценка результатов

в данной теме я буду освещать процесс создания направленного микрофона с нуля.

идея создания направленного микрофона родилась у меня тогда, когда я снимал свою первую короткометражку и попросту завалил весь звук, используя паршивенькую китайскую пушку и такого же паршивенького звукача, который её держал. звук был тихим, шумным, полным паразитной реверберации, ненужных звуков и хреновой АЧХ. было решено создать качественный, остронаправленный микрофон, не потратив на это каких-то глобальных сумм денег. за основу будущего микрофона был взят капсюль из накамерного профессионального микрофона-пушки Sony ECM XM1. при жизни этот микрофон не хватал звёзд с небес — трудился себе на моей плечевой камере, записывал худо-бедно интершум на видео, да и ладно. с расстояния в 2 метра звук говорящего человека с него уже можно было считать браком. я почему-то грешил на схему его преампа и акустическое решение его интерференционной трубы без задней камеры:

внутри соневской пушки оказался капсюль трёхпроводного исполнения, который позволяет использовать самые различные схемы включения полевого транзистора. в родной схеме ток, протекающий через полевой транзистор, был примерно 0.13мА. первый свой микрофон (кардиоида) я сделал на таком же капсюле, с преампом по схеме Fenyx*а http://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=2822 с ФВЧ второго порядка с частотой среза 100Гц, с которым мне помог мой хороший друг Maxim_Sed. акустическое оформление микрофона было открытым, без интерференционной трубы, в последствии сверху всё было обтянуто металлической сеткой + нейлоновой тканью:

микрофон получился неплохим, очень малошумящим, с хорошей АЧХ и хорошо защищённым от порывов ветра, но хотелось больше направленности. так же хотелось другого преампа, с более грамотной схемой включения полевика. были промоделированы различные схемы на дискретных элементах, ОУ общего назначения и недешёвых инструментальных усилителях типа INA163 (которую я таки заказал, хотя мне она ,в общем-то, уже не нужна):

после долгих скитаний моделирований, с помощью толковых советов Tetragramaton*а и Begemot*а с http://www.audio-perfection.com/forum/ я остановил свой выбор на минимизации искажений в ущерб немного более низкому шуму и выбрал схему Tetragramaton*а отсюда http://www.audio-perfection.com/foru. 6.html#pid1566, у нас похожую схему прорабатывал в симуляторе semimat http://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=66583:

поговорим об акустическом оформлении микрофона.

задав себе в качестве сверхзадачи определённые параметры микрофона, перелопатив море фоток самых разных направленных микрофонов и разобрав несколько из них я пришёл к выводу, что мне нужен суперкардиоидный микрофон по архитектуре и геометрическим параметрам схожий с Sennheiser MKH 8070 и Sennheiser MKH 416. судя по тому, что мне удалось понять из фотографий потрошков данных микрофонов и почитав немного yahoo-группу micbilders https://groups.yahoo.com/neo/groups/. messages/23691 я пришёл к выводу, что в отличии от Sony ECM XM1 длинные суперкардиоидные пушки делаются с одной трубой, поперечными щелями малой ширины, малого интервала и с задней камерой с такой же интерференционной трубой. по технологическим соображениям я выбрал для своего микрофона интервал щелей 2.5мм и ширину щелей 1.2мм — очень близко к MKH8070 с его 1мм щелью и 2мм интервалом (для сравнения, у широко распространённых китайских пушек типа такой http://www.dx.com/p/professional-sta. 3#.VTQb9JPpi_Z ширина щелей 2.1мм при интервале в 3.5мм).

по совету Begemot*а я пролистал по этой теме пару интересных книжек Вахитовых http://www.twirpx.com/file/711378/ http://www.twirpx.com/file/121767/ — в них было сказано, что акустическое сопротивление щелей должно возрастать при приближении к капсюлю, а акустическое сопротивление задней части капсюля должно быть значительно выше, чем передней — в моей пушке я решу это с помощью последовательного уменьшения поперечной ширины щели от начала микрофона до капсюля и с помощью уменьшения внутреннего объёма в закапсюльном пространстве, как и у Sennheiser MKH416 (акустическое сопротивление тут автоматически увеличивается, потому как там проходит металлическая трубка с преампом диаметром 14мм — по узкому межтрубному пространству звуковой волне бежать сложнее).

перейдём к размерам!

таким образом, у меня вырисовались основные геометрические параметры будущего микрофона — материал Д1Т (смог достать только это), диаметр 20мм, толщина стенки 1мм, длина интерференционной части трубы до капсюля 260мм (104 щели) и после капсюля 110мм (44 щели), полная длина порядка 470мм.

переднюю и заднюю части интерференционной трубы я сделал различными по длине исключительно из соображения получения приемлемых геометрических размеров микрофона. вполне возможно, что в следующем своём микрофоне я сделаю их по классике, равной длины. правда, у меня есть подозрение, что в Sennheiser MKH 8070 капсюль установлен не посередине интерференционной трубы, а на самом её конце, ближе к разъёму и имеет заднее пространство с очень большим акустическим сопротивлением. в таком случае, возможно, что капсюль в этом микрофоне имеет круговую диаграмму направленности — о таких микрофонах есть упоминание у того же Вахитова.

отвлечёмся от схем, немного технологии.

как я уже говорил, материал корпуса микрофона это дюраль Д1Т с толщиной стенки 1мм. технологий изготовления узких ровных щелей в моих условиях мне виделось две, но отобрана была идеальная для меня — была собрана несложная приспособа для токарного станка, которая устанавливается вместо резцедержателя и в которой закрепляется труба микрофона. в ходе тестового пропила было обнаружено, что очень желательно внутрь трубки залить воск, в идеале сплав с капроном — тогда внутри не будет заусенцев и не будут возникать паразитные высокочастотные резонансы в процессе обработки. так же оказалось, что поверхность трубы надо мазать густым маслом типа Литол-24 — тогда на внешней части трубы не будет заусенцев и края щелей будут идеальными. сам процесс ясен из фоток:

в качестве защитной сетки для интерференционной трубы поначалу планировалось использовать нержавеющую сетку с ячейкой 0.4мм и толщиной 0.5мм, но на просторах интернета я нашёл упоминание о металлической маске кинескопа, которая имеет очень хорошие ветрозащитные свойства. такая сетка была приобретена и из неё были сделаны вставки в трубу. внутренняя часть сеток задемпфирована клеевой тканью, которая так же, как и сама сетка, не пропускает ветер (при этом со звуком проблем нет):

на этом пока всё, но продолжение обязательно последует.

Источник