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

Придётся прикупить:

• 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

И теперь самое интересное — как сделать узконаправленный микрофон параболического типа своими силами. Делается он похожим образом.  Только для микрофона параболического типа необходимо заменить трубку на подходящую параболу, сделанную из верхней части 5-литровой баклажки или старого отопительного рефлектора или любой другой гладкой выгнутой правильным образом поверхности.

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.

Другими словами, берём лазерную указку и направляем на отражающую поверхность нашего самодельного параболического микрофона и смотрим, попадёт ли отражённый свет в наш микрофон.

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