Зайцев А.П. и др. Технические средства и методы защиты информации (7-е издание, 2012) (1095365), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Из-за уменьшения поляризации электрета с течением времени требуется или замена, или повторнаяполяризация через несколько лет. По характеристикам такой микрофон неотличается от конденсаторного, но не требует источника напряжения.В пьезомикрофонах используется явление пьезоэффекта. При деформации пластинки из кварца или пьезокерамиков (титан, барий и др.) происходитеё поляризация, т.е.
концентрация зарядов на плоскостях. Пьезомикрофоныотносятся к электростатическому типу микрофонов и не требуют источникапитания. Они сходны по свойствам с электретными микрофонами.1.5.9.2. Направленные микрофоныНаправленные микрофоны предназначены прежде всего для акустического контроля источников звуков на открытом воздухе. В таких ситуациях решающим фактором оказывается удаленность источника звука от направленного микрофона, что приводит к значительному ослаблению уровня контролируемого звукового поля (кроме того, при большой дистанции становитсязаметным ослабление звука из-за разрушения пространственной когерентности поля вследствие наличия естественных рассеивателей энергии, например99средне- и крупномасштабных турбулентностей атмосферы, создающих помехи при ветре) [7].Так, на дистанции 100 м давление звука ослабляется на величину не менее 40 дБ (по сравнению с дистанцией 1 м), и тогда степень громкости обычного разговора в 60 дБ окажется в точке приема не более 20 дБ.
Такое давление существенно меньше не только уровня реальных внешних акустическихпомех, но и пороговой акустической чувствительности обычных микрофонов.В отличие от обычных, направленные микрофоны должны иметь [7]:• высокую пороговую акустическую чувствительность, чтобы ослабленный звуковой сигнал превышал уровень собственных (в основном тепловых)шумов приемника. Даже при отсутствии внешних акустических помех этоявляется необходимым условием контроля звука на значительном расстоянииот источника;• высокую направленность действия для того, чтобы ослабленный звуковой сигнал гарантированно превышал уровень остаточных внешних помех.Под высокой направленностью действия понимается способность подавлятьвнешние акустические помехи с направлений, не совпадающих с направлением на источник звука.Выполнить эти требования в полном объеме на практике (для одногомикрофона) – задача исключительно сложная.
Более реальным стало решениечастных задач, например создание слабонаправленного микрофона с высокойчувствительностью или, наоборот, создание высоконаправленного микрофонас малой чувствительностью, что привело к разнообразию видов направленныхмикрофонов.Виды направленных микрофонов. Существует четыре вида направленныхмикрофонов [7]:• параболические;• плоские акустические фазированные решетки;• трубчатые, или микрофоны «бегущей» волны;• градиентные.Параболический микрофон состоит из отражателя звука параболическойформы, в фокусе которого расположен обычный (ненаправленный) микрофон.Отражатель изготавливается как из оптически непрозрачного, так и прозрачного материала.Величина внешнего диаметра параболического зеркала может находитьсяв пределах от 200 до 500 мм.
Принцип работы этого микрофона поясняется нарис. 1.39.Звуковые волны с осевого направления отражаются от параболическогозеркала и суммируются в фазе в фокальной точке А. За счет этого эффектавозникает усиление звукового поля. Чем больше диаметр зеркала, тем большим усилением характеризуется микрофон. Если направление волны звука не100осевое, то сложение отраженных от различных частей параболического зеркала звуковых волн в точке А произойдет со сдвигом по фазе и усиление микрофона будет меньшим. Ослабление тем сильнее, чем больше угол прихода звука по отношению к оси.
Параболический микрофон является примером высокочувствительного, но слабонаправленного микрофона.Звуковая волнаПараболическое зеркалоОсевое направлениеМикрофонУсилительАМагнитофонРис. 1.39. Параболический микрофонПлоские фазированные решетки обеспечивают одновременный приемзвукового поля в дискретных точках некоторой плоскости, перпендикулярнойк направлению на источник звука (рис. 1.40).В этих точках (А1, А2, А3...) размещаются либо микрофоны с суммированием сигналов электрическим способом, либо открытые торцы звуководов,например трубок достаточно малого диаметра, которые обеспечивают синфазное сложение звуковых пален от источника в некотором акустическомсумматоре.
В микрофоне со звуководами к выходу сумматора подсоединенмикрофон. В случае прихода звуковой волны с осевого направления все сигналы, распространяющиеся по звуководам, будут иметь одинаковые фазы исложение звуковых волн в акустическом сумматоре будет иметь максимальное значение. Если направление на источник звука не осевое, то сигналы отразных точек приемной плоскости будут иметь различные фазы и результатих сложения будет меньшим.
Чем больше угол прихода звука, тем сильнее егоослабление. Обычно число приемных точек Аi в таких решетках составляетнесколько десятков.Плоские фазированные решетки обычно встраиваются в переднюю стенку атташе-кейса с последующим камуфляжем, или в майку-жилет, котораянадевается под пиджак или рубашку. Электронные блоки (усилитель, элементы питания, магнитофон) располагаются соответственно либо в кейсе, либопод одеждой. Плоские фазированные решетки с камуфляжем визуально болеескрытны по сравнению с параболическими микрофонами.101ТорцызвуководовУсилительЗвуковая волнаОсевоенаправлениеПриемнаяплоскостьМикрофонЗвуководыМагнитофонАкустический сумматорРис.
1.40. Плоская фазированная решеткаТрубчатые микрофоны, или микрофоны «бегущей» волны, в отличие отпараболических микрофонов и плоских акустических решеток, имеют инойпринцип действия. Они принимают звук вдоль некоторой линии, совпадающей с направлением на источник звука. Принцип их действия поясняется нарис. 1.41.Звуковая волнаМикрофонОсьЩелиТрубчатый звуководМагнитофонУсилительРис. 1.41.
Трубчатый микрофонТрубчатый микрофон представляет собой звуковод в форме жесткой полой трубки диаметром 10…30 мм со специальными щелевыми отверстиями,размещенными рядами вдоль оси звуковода, с круговой геометрией расположения для каждого из рядов. При приеме звуковой волны с осевого направления будет происходить сложение в фазе сигналов, проникающих в звуководчерез все щелевые отверстия, в силу равенства скоростей осевого распространения звука вне трубки и внутри нее. Когда же звук приходит под некоторымуглом к оси микрофона, то это ведет к неравенству длин путей распространения звуковых волн и фазовому рассогласованию, в результате чего снижаетсячувствительность приема.Обычно длина трубчатого микрофона находится в пределах от 15…230 ммдо 1 м.
Чем больше его длина, тем сильнее подавляются помехи с боковых итыльного направлений.Примеры технической реализации направленных микрофонов приведеныниже.102Монокуляр с направленным микрофоном «CУПЕР УХО-100» (рис. 1.42)обеспечивает 8-кратное увеличение. Параболический отражатель способствует созданию узкой диаграммы направленности микрофона. Имеется возможность аудиозаписи на встроенный диктофон в течение 12 с. Дальность действия микрофона до 100 м. Питание 9 В от батареи типа «Крона». Наушникивходят в комплект поставки.Рис. 1.42. Монокуляр с направленныммикрофоном «CУПЕР УХО-100»Направленный микрофон «Yukon»(рис. 1.43) – это высококачественный профессиональный прибор для прослушиванияи записи звуковых сигналов от удаленныхобъектов.
Микрофон имеет штативное гнездо1/4 дм, которое позволяет установить его настандартный штатив.Рис. 1.43. Направленный микрофон «Yukon»Данный микрофон имеет узкую диаграмму направленности – суперкардиоиду. Изготовленный по новейшей технологии направленный микрофон«Yukon» является высокочувствительным конденсаторным микрофоном, позволяющим услышать звуки на расстоянии до 100 м.Микрофон имеет автономное питание, обеспечивающее непрерывнуюработу в течение 300 ч. Эффективная ветрозащита позволяет значительно снизить фон от воздушных потоков.В приборе ночного видения с направленным микрофоном NVS 2,5×42(рис. 1.44) впервые реализована идея одновременного визуального и акустического контроля в условиях естественной ночной освещенности за объектами, расположенными на значительном удалении от наблюдателя.В приборе ночного видения используется оптическая схема, базирующаяся на электронно-оптических преобразователях нулевого поколения.
Благодаря оптимально рассчитанной кратности (2,5) и светосиле, прибор обеспечивает высокое качество изображения. Наличие фотоадаптера позволяет про103водить фото- и видеосъемку в ночных условиях. Мощный ИК осветитель даетвозможность вести наблюдение в условиях полной темноты.Рис. 1.44. Направленный микрофон с прибором ночного видения NVS 2,5×42С помощью направленного микрофона можно осуществлять прослушивание и запись различных звуковых сигналов на расстоянии до 100 м.1.5.9.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
