TZI/Лекции/ПМ3.1/4.1.100_Технические_средства_акустической_разведки/u19-23nosov.md

# Жидкий микрофон, или «в этом доме тебя слушают даже стены»

Жидкий микрофон

Как ни странно, подобный аппарат, именно в описанной реализации успешно существует и может быть легко собран любым желающим! Также будет любопытным узнать, что одно из подобных устройств лежит в основе всех работ по микрофонной технике, и было разработано американским изобретателем Элишей Греем в 1800 годах. А если точнее, то 14 февраля 1876 года был подан патент на изобретение, содержащий описание жидкостного микрофона. В этот же день был подан аналогичный патент, на преобразователь звука подобного же типа, от имени Александра Белла.Оба патента были очень похожи друг на друга, что привело к большой вражде между изобретателями и этот патент считается самым дорогим в истории из-за серии последовавших за этим судов. Тем не менее некоторые считают, что Белл своровал изобретение Грея. Но оставим это на совести самих изобретателей. Скажем только, что в дальнейшем Белл сосредоточился на работах по улучшению электромагнитного телефона и для коммерческих или иных массовых применений жидкостный преобразователь им не использовался.

Какие микрофоны вообще бывают ?

В массовом сознании, особенно среди людей, которые никогда особо не интересовались этой темой, укоренилось понимание (особенно, наблюдая за звукоизлучающими динамиками), что «ну, микрофон, это, наверное, тоже что-то такое, колеблющееся в магнитном поле и вызывающее электрический ток». Однако, как мы могли видеть выше, в качестве микрофона вполне может выступать даже иная система, в которой происходит не генерация электрического тока, а преобразование постоянно протекающего тока.

Динамический микрофон

Тем не менее они тоже будут правы, так как подобного типа микрофон существует и называется «динамическим микрофоном». Его работа как раз и основана на явлении индукции, то есть перемещении проводника в магнитном поле, вызывающем электрический ток. То есть, мембрана подобного микрофона соединена с катушкой, которая колеблется в магнитном поле, источником которого являются сильные магниты, например, неодимовые. Неоспоримым плюсом подобного типа микрофона является устойчивость к механическим повреждениям, а также к погодным условиям, однако чувствительность его оставляет желать лучшего.

Kонденсаторный микрофон

Гораздо более чувствительным микрофоном является конденсаторный, который может изменять свою ёмкость в зависимости от звуковых колебаний. Обычно конденсатор представляет собой две обкладки, являющийся проводниками, между которыми проложен диэлектрик. При воздействии звука на подвижную обкладку она начинает приближаться и удаляться от второй обкладки, что вызывает изменение ёмкости конденсатора. Если в этот момент конденсатор был заряжен, то изменение ёмкости приводит к изменению напряжения, и электрический ток изменяется, повторяя форму звуковой волны. Одной из подразновидностей конденсаторного микрофона является электретный микрофон.

Пьезоэлектрический микрофон

Ещё одним любопытным типом микрофона является пьезоэлектрический, в котором используется одноимённый эффект, заключающийся в генерации пьезокристаллом электрического тока, пропорционально приложенной к нему силе. Однако подобного типа микрофоны являются устаревшими, так как они очень чувствительны к условиям эксплуатации из-за хрупкого кристалла (раньше в подобного типа микрофонах в качестве пьезокристалла использовались кристаллы сегнетовой соли). Тем не менее они тоже находили своё место в дешёвой аппаратуре, а также в более качественном исполнении (когда сама пластина кристалла является мембраной, что позволяет избежать потерь качества звука при передаче колебаний) — регистрирующими шумы, в устройствах под названием «шумомеры».

Угольный микрофон

Если мы ещё раз вернёмся к жидкому микрофону, который мы рассмотрели в самом начале, то, как мы уже и говорили, он по своей сути является модулирующим электрический ток (то есть изменяющим его, согласно звуковым колебаниям, причём сам он не генерирует ток). У него существует интересный аналог, который также модулирует ток, протекающий сквозь него: угольный микрофон. Первые разработки угольного микрофона также относятся к 1800-м годам и появились на свет благодаря работам американского изобретателя Дэвида Юза. Его микрофон представлял собой заточенный угольный стержень, соединённый с колеблющейся в такт звуку мембраной. Концы угольного стержня упирались в 2 угольные чашечки. Благодаря звуковым колебаниям — изменялась площадь контакта между стержнями и чашечками. Это, соответственно, влияло на сопротивление микрофона и ток в цепи. Более современная версия подобного микрофона представляет собой две металлические пластины, между которыми насыпан угольный порошок, и вся эта конструкция заключена ещё в железный корпус. Колебания одной из пластин в такт звуку, — приводят к перегруппировке угольного порошка внутри, за счёт чего изменяется площадь контакта между пластинами и, соответственно, меняется сопротивление всей системы. Однако среди его минусов можно перечислить такие, как: высокий уровень шумов в работе, нечувствительность к слишком высоким и слишком низким частотам.

Оптический микрофон

Много раз в фильмах мы видели, как шпионы осуществляют прослушку некоего помещения, находясь далеко от него. В качестве способа осуществления прослушки использовался, как правило, лазерный луч невидимого глазом диапазона, например, инфракрасный. В открытом виде, для изучения, подобных разработок автору не удалось найти, хотя подобная конструкция не является чем-то запредельным и может быть собрана буквально «на коленке». Тем не менее возможно, подобная ситуация связана с тем, что функционирующая система, выложенная в открытый доступ, с использованием невидимого луча — во многих странах будет подпадать уже под определение «технологий спецназначения», с соответствующими санкциями в адрес разработчика. Тем не менее среди доступных для изучения удалось найти достаточно интересный эксперимент, который автор проводит в два этапа:

• первом этапе он модулирует электрический ток в такт музыке, источником которой является смартфон. Электрический ток, в свою очередь, питает лазерную указку, наведённую на солнечную батарею, подключённую к звуковой колонке. В результате этой части эксперимента музыка передаётся по лазерному лучу и звучит из колонки,
• втором этапе, автор эксперимента наводит лазерный луч снаружи помещения на стекло, таким образом, чтобы лазерный луч попадал на солнечную батарею, находящуюся внутри помещения. Колебания оконного стекла приводят к соответствующей модуляции лазерного излучения, падающего на солнечную батарею, что, в свою очередь, приводит к выработке модулированного электрического тока и регистрации звуковых колебаний (звук пишется на смартфон).

Вопросы

1. Кем одно из подобных звукозаписывающих устройств лежит в основе всех работ по микрофонной технике, и было разработано американским изобретателем в 1800 годах?
   • Колл Дэвис
   • Фриман Питерс
   • Брауменс Уильямс
   • Элишей Грем
2. Неоспоримым плюсом какого типа микрофона является устойчивость к механическим повреждениям, а также к погодным условиям?
   • Пьезоэлектрический
   • Конденсаторный
   • Динамический
   • Угольный
3. В каком году был подан патент на изобретение, содержащий описание жидкостного микрофона
   • 1876
   • 1756
   • 1891
   • 1850
4. Микрофон это
   • Прибор, преобразующий звуковые колебания в электрические для передачи звуков на расстояние.
   • Прибор, преобразующий электрические колебания в магнитные для передачи звуков на расстояние.
   • Прибор, преобразующий магнитные колебания в диэлектрические звуки на расстояние.
   • Устройство для ускоренной записи калебаний частот

Список литературы

Жидкий микрофон, или «в этом доме тебя слушают даже стены» https://habr.com/ru/company/ruvds/blog/714946/