Можно ли использовать динамики как микрофон

Как сделать микрофон из динамика

13 июля 2011

Автор
КакПросто!

Микрофон, сделанный из динамика, обладает высокой линейностью (высокой точностью при преобразовании сигнала). Если у вас нет высокоточного микрофона, но он вам позарез понадобился, не стесняйтесь и используйте динамик в необычном для него качестве. Может возникнуть и аварийная ситуация, при которой вам придется изобретать микрофон из подручных средств. Например, работники служебной радиостанции микрофон просто-напросто уронили и разбили. Замените его широкополосным динамиком — например, трансляционным.

Вам понадобится

  • Динамик
  • НЧ-трансформатор
  • Экранированный провод
  • Металлический корпус

Инструкция

Внутреннее сопротивления динамика по сравнению с обычным динамическим микрофоном очень низкое. Развиваемое им напряжение мало, и недостаточно для подключения его напрямую к стандартному входу усилителя. Поэтому необходимо применить повышающий трансформатор. Подключите динамик к низковольтной обмотке трансформатора, а с высоковольтной подайте сигнал на микрофонный вход усилителя. Разные трансформаторы имеют различные сопротивления высоковольтной обмотки. Поэтому полезно выходную обмотку снабдить переменным сопротивлением, включенным по схеме потенциометра.

Подключение к усилителю необходимо производить экранированным проводом во избежание наводки помех. Хорошо так же поместить собранную конструкцию в металлический корпус с отверстием под динамик и соединить корпус с экраном провода.

Если нет под рукой подходящего по габаритам металлического корпуса, можно использовать трансляционный динамик радиоточки вместе с корпусом, выпаяв переменный резистор из цепи динамика и поставив его в высокоомную цепь как потенциометр. В этом случае можно попытаться использовать собственный трансформатор радиоточки.

Обратите внимание

Во время использования микрофона нельзя пользоваться ручкой резистора. Это может вызвать грохот и щелчки при трансляции.

Полезный совет

Трансформаторы могут использоваться разные. Это может быть выходной трансформатор от лампового радиоприемника, накальный трансформатор (служащий для питания цепей накала ламповых схем), выходной трансформатор кадровой развертки от лампового телевизора (ТВК).

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

This site is protected by reCAPTCHA and the Google
Privacy Policy and
Terms of Service apply.

Источник

Микрофон – это громкоговоритель наоборот.

Звук (а точнее энергия колеблющихся частиц, которую мы слышим при движении звуковых волн) способен преодолеть лишь небольшое расстояние до тех пор, пока не рассеется в пространстве вокруг нас. До самого конца девятнадцатого века, пока не изобрели электрические микрофоны, люди не располагали возможностью передавать звуки на большие расстояния. Единственное, что можно было сделать — крикнуть погромче, но и это ненамного улучшало результат. Нельзя, находясь, например, в Владивостоке, крикнуть так громко, чтобы вас услышали в Калининграде. Нельзя было и сохранить сказанное в 1715 году так, чтобы это можно было услышать сотню лет спустя. Однако в наше время это вполне возможно: преобразуя энергию звуковых волн в электрическую, а затем в информацию, пригодную для хранения, современные микрофоны помогают пересылать звуки голосов, музыку, окружающий нас шум не только в другое место, но и в другое время. Как же устроены микрофоны? Давайте разберёмся!

Микрофон – это громкоговоритель наоборот

Внешне микрофоны очень отличаются от громкоговорителей, поэтому большинство людей и представить себе не могут, насколько они похожи. Если вы знакомы с принципом работы громкоговорителя, можно сказать, что вы постигли и принцип работы микрофона. Ведь микрофон — это громкоговоритель, в котором всё устроено наоборот!

Внутри громкоговорителя электричество подается на катушку, на которую намотан тонкий медный провод, также проходящий вокруг или напротив постоянного магнита. Переменный электрический ток в катушке создает вокруг нее магнитное поле, которое взаимодействует с постоянным магнитом. В результате катушка начинает двигаться. Катушка соединена с большим плоским диском — диффузором (диафрагмой). Так что, когда катушка движется, приходит в движение и диффузор. Движущийся вперед-назад диффузор как бы выталкивает воздух, создавая те самые звуковые волны, которые мы слышим.

В микрофоне присутствуют почти те же самые детали, однако работают они совершенно наоборот.

Внешне микрофоны очень отличаются от громкоговорителей, поэтому большинство людей и представить себе не могут, насколько они похожи.

Как работают микрофоны

Как же микрофон трансформирует звуковую энергию в электрическую? Примерно так:

  • Когда вы говорите, звуковая энергия посредством звуковых волн достигает микрофона. Напомню вам, что любой звук, который мы слышим, — это энергия колебаний частиц воздуха, в котором распространяются звуковые волны.
  • Внутри микрофона мембрана из очень тонкого пластика и гораздо меньшего размера, чем диффузор в громкоговорителе, колеблется под воздействием звуковых волн.
  • Катушка, прикрепленная к мембране, тоже приходит в движение.
  • Постоянный магнит создает магнитное поле, проходящее сквозь катушку. Движущаяся вперед-назад в этом поле катушка порождает электрический ток.
  • Из микрофона ток поступает в усилитель или в звукозаписывающее устройство. Вуаля, мы только что преобразовали звук в электричество! Направив ток в звукозаписывающую аппаратуру, можно сохранить звук на веки вечные. Или же можно увеличить силу тока и направить его в колонки, снова превратив электричество в звук, но куда большей громкости. Именно так работают системы местного оповещения, гитарные усилители и эстрадная акустика.

Постоянный магнит создает магнитное поле, проходящее сквозь катушку. Движущаяся вперед-назад в этом поле катушка порождает электрический ток.

Читайте также:  Можно ли использовать ингалятор при о

Типы микрофонов

Несмотря на то, что все микрофоны преобразуют звуковую энергию в электрическую, они делятся на несколько видов в зависимости от небольших различий в принципе работы.

Динамические микрофоны — это самые обычные микрофоны с мембранами, магнитами и катушками. В конденсаторных микрофонах мембрана приводит в движение пластины конденсатора (устройство, накапливающее заряд и энергию электрического поля), вследствие чего вырабатывается электричество. Большинство микрофонов — всенаправленные, они одинаково качественно улавливают звуковые волны со всех сторон. Если вам нужно записать, например, голос журналиста на оживленной улице или трель птицы, сидящей высоко на ветке, лучше использовать однонаправленный микрофон, который улавливает звуковые волны только конкретного направления. Кардиоидные и гиперкардиоидные микрофоны лучше всего воспринимают звуки, источник которых расположен впереди или сбоку от микрофона. Если начертить диаграмму направленности такого микрофона, она будет похожа на сердце, отсюда и название. Существуют также микрофоны-пушки, которые можно «нацелить» на конкретную область — они обладают очень высокой степенью направленности. Беспроводные микрофоны работают с помощью радиопередатчика, который передает сигналы к усилителю или другой звуковой аппаратуре (поэтому их часто называют радиомикрофоны).

Переговорные устройства

Переговорные устройства используются как в качестве детской радио-няни, так и в офисах, позволяя начальнику общаться с подчиненными (или наоборот). Стандартный набор включает в себя две телефонные трубки, расположенные в разных комнатах и соединенные между собой медным кабелем. В каждой трубке есть динамик и пара кнопок. Динамик используется как микрофон (поглощает звук) или как громкоговоритель (выдает звук) в зависимости от того, говорите вы или слушаете.

Давайте представим: Анна (начальник) и Виктор (секретарь) сидят в соседних комнатах. Виктору нужно предупредить Анну, что через полчаса состоится совещание, поэтому он берет трубку и нажимает кнопку вызова. Переговорное устройство Анны издает сигнал, и она нажимает кнопку «разговор». Динамик в трубке Анны сейчас работает как микрофон. Анна говорит в трубку, и звуковая энергия ее голоса трансформируется в переменный ток, передающийся по кабелю в телефонную трубку Виктора. Когда электрический ток достигает динамика трубки Виктора, электричество вновь превращается в звуковые волны, и Виктор слышит голос Анны. Когда Анна заканчивает говорить, наступает очередь Виктора. Он нажимает кнопку «разговор» на своей трубке, и динамики меняются своими функциями. Теперь динамик Виктора становится микрофоном, улавливая его голос и превращая его в электрическую энергию, которая возвращается по проводу в кабинет Анны. Динамик в трубке Анны становится громкоговорителем, и она слышит, что хочет сказать ей Виктор.

Беспроводные переговорные устройства

С научной точки зрения, такие устройства наиболее интересны: они наглядно показывают, что громкоговорители и микрофоны — это противоположности. С точки зрения пользователя, это просто более удобный тип переговорных устройств. Некоторые из них умещают в трубке и микрофон, и громкоговоритель, так что собеседники могут говорить одновременно. Беспроводные переговорные устройства больше похожи на портативные рации. Для работы им не нужны неудобные провода и кабели. Хотя есть и такие, которые подключаются в розетку и раздают сигналы по электрической сети. (Такой принцип работы чем-то похож на технологию BPL — технологию широкополосного доступа через линии электропередачи).

Сделайте свой собственный микрофон!

У вас нет микрофона? Все те знания о микрофонах, которые вы только что получили, позволят вам с легкостью собрать свой собственный. Вам понадобится лишь подключить вставные наушники к разъему для микрофона и попробовать что-либо сказать. Такой небольшой трюк сработает с аудио-аппаратурой, однако не факт, что ваш компьютер его воспримет. Всё потому, что ваши наушники имеют штекер типа «стерео-джек», а разъем для микрофона предусматривает моно-штекер (также как и звуковая карта вашего компьютера скорее всего обрабатывает моно-звук). Однако попробуйте и посмотрите, что выйдет. Возможно понадобится настроить звуковую карту с помощью панели управления на компьютере или в настройках звука. Если удача на вашей стороне, вы обнаружите, что один из наушников стал работать как микрофон, в то время как с другим ничего не произошло (из-за несоответствия между стерео-штекером и моно-разъемом). Мы подключали наушники прямо к разъему для микрофона на компьютере и получали отличный микрофон, который работает в скайпе, однако с помощью системы записи звука Windows звук не записывается. Если хотите записать стерео-звук на компьютер с помощью микрофона, лучше использовать внешнюю звуковую карту (например Defender Audio USB).

Читайте также:  Можно ли использовать управляемые формы в обычном приложении

Это интересно:

Источник

Прослушка через динамики и колонки

Как динамик становится микрофоном

Многие из вас знают, что в основе микрофона и наушников лежит один механизм − преобразование сигналов: в случае с наушниками электрический сигнал преобразуется в акустический, а микрофон, соответственно, наоборот – преобразует акустические колебания в электрический сигнал.

Начну с худшего… Любой ваш динамик, колонка, наушники могут быть использованы как микрофон для прослушивания периметра помещения.

Конечно, за счет отсутствия усилителя колонки будут уступать микрофону в периметре прослушиваемого помещения. Я видел исследования, где говорилось о радиусе 10 метров прослушки через динамики, но мне кажется, реально прослушивать в районе трех-пяти метров, иными словами, человека, работающего за устройством.

Возможно, это вас сильно удивит, но если вы отвлечетесь и поищете в интернете, то найдете немало инструкций по превращению динамика в микрофон. К сожалению, это можно сделать на программном уровне, что еще печальнее − это можно сделать удаленно.

Сегодня существует много решений для защиты от несанкционированного доступа к микрофону, мы обязательно о них поговорим в отдельной главе, но нет никаких программных способов защиты, если ваши динамики будут использованы в качестве микрофона.

Использование динамиков для передачи информации за пределы изолированной системы

Изолированные системы – системы, физически изолированные от внешней сети. На эти системы невозможно провести атаку из интернета, и специалисты постоянно ищут новые методы атак. Даже если удастся с помощью скомпрометированной флешки заразить ее, как наладить со скомпрометированной системой обмен данных?

Один из векторов атаки – использовать динамики скомпрометированной изолированной машины для приема и передачи данных. Исследователи смогли создать передачу данных через скомпрометированные динамики со скоростью 166 бит/с при расстоянии до 3 метров и до 10 бит/с при расстоянии до 9 метров.

Работа принадлежит израильским специалистам университета Бен-Гуриона в Негеве. Информация передается при помощи неуловимых для человеческого уха ультразвуковых волн. Данный метод исследователи назвали Mosquito, и если ваша работа связана с защитой изолированных систем, вам стоит познакомиться с оригиналом их статьи.

Защита от прослушивания через динамики и колонки

Есть несколько путей защиты. Первый – физически отключить колонки, а если они встроены, физически уничтожить их. Это несложно, и вам это сделают в любом сервисе по ремонту компьютеров. Но маловероятно, что многим понравится столь радикальный способ, потому как для их включения потребуется вмешательство специалиста.

Второй путь – отключить возможность использовать аудиооборудование через UEFI/BIOS. Мы разберем данный способ защиты в следующей главе, хотя сложно написать универсальную инструкцию для всех устройств, и, возможно, вам придется самостоятельно разбираться с вашим компьютером.

Третий способ – технические устройства для глушения звука, иногда их называют подавители диктофонов. Подобное устройство можно приобрести на AliExpress. В целом неплохо иметь такое на случай важных переговоров для защиты от записи и особенно для переговоров около компьютера с динамиками.

Есть ультразвуковые, электромагнитные подавители, приборы, генерирующие шумовые помехи, – это все крайне интересная тема, но она выходит за рамки курса сетевой безопасности, и с выбором устройства и механизма вам поможет интернет. Вам подойдет любое решение, так как динамики компьютера вряд ли имеют профессиональную защиту от различных помех.

Источник

Шпионский софт незаметно превращает наушники в микрофон

Принципиальная схема работы микрофона, наушников и колонок

Специалисты по информационной безопасности из научно-исследовательского центра компьютерной безопасности в университете имени Бен-Гуриона разработали шпионскую программу SPEAKE(a)R, которая незаметно для пользователя превращает его наушники в микрофон.

На аппаратном уровне микрофон и колонки/наушники работают по схожему принципу. Микрофон преобразует звук в электрические сигналы, а пассивные колонки или наушники осуществляют обратную операцию. В обоих устройствах присутствует маленькая диафрагма, которая колеблется в магнитном поле для генерации/детектирования звуковых волн. Схожее аппаратное устройство позволяет использовать микрофон вместо наушников или наушники вместо микрофона. Это хорошо известный факт, давно описанный в профессиональной литературе. Качественные колонки записывают звук даже лучше, чем дешёвые китайские микрофоны!

Читайте также:  Можно ли использовать масло после соборования и как

Чтобы использовать колонки или наушники в роли микрофона, достаточно просто поменять аудиоразъём — вставить наушники в гнездо для микрофона, и наоборот.

Особенность программы SPEAKE(a)R состоит в том, что она незаметно меняет назначение аудиоразъёма, куда подключены наушники. Вместо аудиовыхода (line out) разъём начинает работать на приём данных (line in).

Опция смены функциональности разъёма поддерживается на уровне чипсета звуковой карты, и активировать её можно программно. Соответствующая опция обычно называется jack retasking или jack remapping. Например, такая функция есть в чипсетах Realtek Semiconductor Corp., которые интегрированы в большое количество современных материнских плат. Вот список чипсетов Realtek с поддержкой этой функции: ALC892, ALC889, ALC885, ALC888, ALC663, ALC662, ALC268, ALC262, ALC267, ALC272, ALC269, ALC3220. В этих чипсетах оба аудиоразъёма подключены одновременно к АЦП и ЦАП, так что могут работать в обоих режимах.

Более того, программная смена назначения аудиоразъёма является частью официальных спецификаций Intel High Definition Audio.

Опция малоизвестная, о ней до сегодняшнего дня знало только небольшое количество разработчиков и специалистов. Например, несколько лет назад об этой функции упоминал в своём блоге Дэвид Хэннингсон (David Henningsson) один из разработчиков ядра Linux.

Такая смена функциональности сделана, вероятно, для удобства сборщиков компьютеров, а также самих пользователей. Действительно, очень удобно: вставляешь микрофон или наушники в любое гнездо, не заморачиваясь чтением надписей или изучением цвета разъёмов (обычно зелёный разъём предназначен для колонок, а розовый для микрофона). Если не заработало — просто меняешь назначение разъёма в настройках, как показано на скриншоте с Ubuntu 11.10.

Дэвид Хэннингсон ещё пять лет назад заметил, что программную замену разъёма поддерживает большинство современных встроенных карт, но почти никто не использует эту функцию и даже не знает о ней.

Есть ещё параноидальная версия, что программная смена функциональности аудиоразъёмов сделана втайне по запросу спецслужб. По крайней мере, документ АНБ от 1995 (!) года свидетельствует, что спецслужбы знали и использовали такой метод удалённой прослушки (RED/BLACK INSTALLATION GUIDANCE, технический документ АНБ от 1995 года).

Угроза заключается в том, что наушники или колонки установлены на большом количестве компьютеров. Многие привыкли использовать их, даже не подозревая о возможности прослушки разговоров в комнате. А ведь врагу совсем необязательно устанавливать прослушивающее оборудование для шпионажа, если жертва добровольно использует наушники или колонки на своём компьютере.

Микрофоны и веб-камеры ещё не стоят повсеместно на каждом ПК, а вот наушники и колонки гораздо больше распространены.

В опубликованной научной работе авторы опубликовали техническое описание шпионской программы SPEAKE(a)R и показали, как её можно использовать в различных ситуациях. Они также оценили качество звука, который записывают микрофон и пассивные колонки, работающие в режиме микрофона.

Производители чипсетов предоставляют драйверы, через которые осуществляется смена назначения аудиоразъёма. Например, в случае с драйвером Realtek под Windows это делается изменением значения в реестре Windows.

Вот соответствующее значение в реестре:

HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrentControlSetControlClass{4D36E96C-E325-11CE-BFC1-08002BE10318}0XXSettingsDrvYYYY_DevType_YYYY_SSYYYYYYYY

В Linux доступ к Advanced Linux Sound Architecture (ALSA) осуществляется через программу hda-jack-retask, которая тоже меняет назначение аудиоразъёмов.

Таким образом, шпионская программа после установки в системе может осуществлять прослушку пользователя через наушники, используя штатные средства операционной системы Windows и Linux.

Тестирование показало, что наушники записывают звук хуже, чем микрофон, но всё равно обеспечивают довольно хорошее качестве на средних частотах, на которых звучит человеческая речь. В частности, индекс SAR для наушников при записи на расстоянии 3−5 метров примерно соответствует индексу SAR для микрофона при записи с 9 метров. Это важно, потому что значение SAR обычно коррелирует со способностью различать человеческую речь.

Значения качества звука для аудиофайлов получены с помощью инструментов SNReval по стандартной методике.

Чтобы защититься от прослушки такого рода, специалисты рекомендуют отказаться от использования микрофонов, наушников и колонок на рабочих местах, где требуется высокая безопасность, или разрешить использование только активных колонок, которые не могут работать в обратном режиме. Пассивные колонки и наушники следует рассматривать как аналог микрофонов с применением соответствующих правил безопасности. На программном уровне можно отключить звуковую карту в настройках UEFI/BIOS.

Источник