Дело было вечером, делать было нечего... ))
Быть может кого то заинтересует, а вдруг кто то давно в теме. Тема не электромагнитных, но колебаний.
-Визуализация эффекта Доплера.
-Возможность узнать, что слышат собаки и кошки в тишине.
-Предупреждение атаки летучих мышей ...смеюсь конечно ))
SDR приемник, в качестве анализатора звукового спектра, в качестве приемника ультразвуковых колебаний. Что бы услышать ультразвук, человеческим ухом, используют тот же принцип, что и в супергетеродинных приемниках. Но так как SDR приемник, практически дает возможность принимать частоты от единиц килогерц, почему бы не послушать акустический спектр?
В коробочке нашлись два пьезоизлучателя ЗП-18. Конечно, частота резонанса, 4 кГц далека от ультразвукового диапазона, но почему не попробовать? Для начала, просто припаял к SMA и подключил к антенному входу RSP1A. Посмотрел спектр от 0 до 20 кГц и... О Чудо, видно и слышно )). В режимах CW, SSB, можно слушать сигналы даже ниже 1 кГц. То что выше, видно и слышно еще лучше.
Попробовал послушать "звуки природы", с MP3 плеера. Кузнечики с птицами, расположились в районе от 2 до 5 кГц. Цикады "цыкают" выше, около 14 кГц. Конечно, соотношение сигнал-шум, никакое. Нужен хотя бы усилитель, поскольку и микрофон - никакой ))

Далее, сделал простенький генератор на 555 м/сх. На выход подключил второй ЗП-18 и выставил частоту 146кГц. Удивительно, но они (пьезики)) и это излучают. Слабенько, но хоть что то.
Эффект Доплера , как говорится, на лицо. При приближении - удалении микрофона к излучателю, частота соответственно изменяется, выше - ниже, от опорной. Осуществить большую девиацию частоты, не позволила длина провода ))

Если направить излучатель и микрофон в одном направлении, то можно принимать сигнал отраженный от посторонних предметов. Макет ультразвукового радара, (мама, я Бэтмен!!! )).
Оказывается, хороший микрофон, перекрывающий ультразвуковой спектр, стоит... дороговато.
Например микрофон MK 301, перекрывающий частоты от 5 Гц до 100 кГц, обойдется в 55 тыс. руб. Но как вариант, возможно применение MEMS микрофона Knowles SPU0410LR5H. До 80 кГц (а может и выше), вполне хорошо работает, при цене до 100 руб.
А качестве широкополосного (для экспериментов) излучателя, можно попробовать VCT2016, с диапазоном 2.5-60кГц.
Конечно, всё это игрушки ))), но иногда интересно поэкспериментировать.
На ali есть всякие пьезоизлучатели - микрофоны, но тоже узкополосные. Кажется 25 кГц и 40 кГц. Что то там для отпугивания собак на них делают и детекторы препятствий для diy проектов.
... может конечно не в тему, всё это. Но это тоже, использование SDR приемника ))

IgorDych
идеальная тема пополнения леней ямы в СМИ)
но интересно на самом деле, узнавать, кто вокруг нас ещё живёт, мимо служб точного времени, ЛОРАН, альфа и прочих сверхдлиноволновников.

Ещё интересно тогда на крыше установить дежурный микрофон. А может, установить фазированную решетку микрофонов и таким образом вычислять направления, расстояния, траектории...

Или построить систему раннего предупреждения от комаров)))

Лето ещё длинное впереди для науки во время дачечных вечеров.

IgorDych
VCT2016 не так уж дорого и большие размеры мембраны обещают хороший КПД преобразования.

Если брать 2штуки то можно хорошо измерить их АЧХ в системе передатчик-приёмник и разработать широкополосную стыковку по АЧХ и по согласованию к предусилителю.

Тоже интересовался, где можно купить недорогой УЗ микрофон хотя бы до 100КГц, так ничего и не нашел, даже у китайцев на Aliexpress нет, видимо спрос слишком мал. Проф.модели стоят нереальных для домашнего эксперимента денег.

Ультразвук, на сколько помню, быстро заухает в воздухе, так-что обнаружить там что-либо с большого расстояния маловероятно, если только источник очень мощный.

Микрофон ноутбука оказался работоспособен до 40-50кГц, выше быстро нарастает шум и падает чувствительность, ещё наводки от матрицы лезут. Проверял просто позвенев связкой ключей - гармоник в УЗ диапазоне предостаточно.
В роли УЗ микрофона из подручного действительно наверное лучше всего пьезик, причём лучше его развернуть кристаллом к источнику звука. Для направленности можно использовать рупор из горлышка от 2л. пластиковой бутылки.
Теоретически можно попробовать конденсаторный микрофон доработать, убрать кондюк на землю, если он там есть, возможно полевик воткнуть какой-нибудь с малой ёмкостью затвора.

Хайо
интересно на самом деле, узнавать, кто вокруг нас ещё живёт, мимо служб точного времени, ЛОРАН, альфа и прочих сверхдлиноволновников

Вы конечно правы. Обычно в жизни люди ( не все, конечно)), зацикливаются на том что знакомо, привычно, известно. И нет времени или желания, лезть в какие то новые дебри ))
...к слову о времени. Совсем недавно, где то встретилась фраза: - "Сегодня нет времени, завтра нет сил, послезавтра нет нас..."
Да, казалось бы, подводные лодки, системы навигации, коррекции времени и прочее... и тут же, летучие мыши, насекомые, дельфины! к слову )). Божечки мой, да вы все в одном диапазоне сидите, но друг друга не слышите?!!! смеюсь ))
Волны звуковые, волны электромагнитные, за каждыми скрыт свой таинственный мир.
У меня была мысль, послушать комаров, но в арсенале радиолюбителя, не оказалось самого главного компонента, для приемника - антенны для комаров)). Я не знаю, на какой частоте они "работают", а значит нужна широкополосная антенна. Типа mini whip, или magnetic loop, но такая, что бы ловила колебания воздуха)) и обладала максимально линейной АЧХ, хотя бы до 100кГц.
Нет, это не серьёзное увлечение, просто посмотреть, как у них там, в области неслышимого? Кто чем хвастается, а может на что то жалуется...?))
Заказал микрофон SPU0410LR5H-QB. За такие деньги, максимально хорошая характеристика

Существует микрофон SPH0641LU4H-1, с более широким рабочим диапазоном, более 100 кГц. Но он "числится" как - digital microphone with a single bit PDM output.
А ФАР антенна на ультразвуковой диапазон, наверное перспективный, но дорогой проект.
В ютюбе есть ролики, где ультразвуковым отпугивателем собак, гасят пламя зажигалки, с пары сантиметров. Это значит, если собрать ФАР из ультразвуковых излучателей и должным образом сфокусировать излучение в узкий луч, то можно наверное тех самых комаров и сбивать... ну или глушить, на крайний случай. А там, пока в себя придут, можно и прихлопнуть! ... смеюсь))
Вспомнил про удачное применение пьезоизлучателя. Для оценки точности хода наручных часов, применяется прибор Timegrapher. Он "слушает" работу спускового механизма, баланса, анкерной вилки, анкерного колеса. Есть вариант самостоятельного изготовления такого прибора. Это примерно так

В качестве датчика используют подходящий пьезоэлемент. И необходим усилитель, с входным сопротивление около 1 МОм. Тогда, чувствительность пьезоэлемента, раскрывается в полной мере.
Я делал усилитель с применением м/сх. TL074C. У нее по входу применены полевые транзисторы.
Чувствительность такого микрофона, получается колоссальной.
Да, вспомнив про это изделие, подключил часовой стенд ))), к приемнику. Получился электронный стетоскоп)). На спектре SDRUno видно как птицы за окном чирикают. Вынес его на балкон, дверь прикрыл, иначе возникает положительная обратная связь и микрофонный эффект.
Видно, как шумит улица, сигналят машины, соседи на балконе гремят (выше этажом))).
В комнате, на столе, включил тестер, на прозвонку. Зуммер на 6 кГц, в одном тестере, а в другом на 1 кГц. Через прикрытую дверь и это слышно, на пьезомикрофон (пики на спектре).
Это к тому, что и пьезомикрофон имеет право на существование, но только проблема в дикой неравномерности АЧХ. У них ведь резонанс, обычно 1 кГц, 4 кГц... плюс-минус... Из за этого, основной спектр видимых сигналов, расположен в области 4 кГц. И еще в усилителе введена частотная коррекция. поэтому спектр заужен дополнительно.
Очень интересно выглядят сигналы чирикающих, в полете, птиц. Это тот же эффект Доплера, растянутая по частоте, короткая линия.
Иногда проскакивают извилистые сигналы, похожие (очень примерно) на те, что просят опознать, радиочастотные


Я поискал "ультразвуковые темы" на русскоязычных ресурсах, практически ничего. Больше можно найти на зарубежных страницах.
Ну такое себе, развлечение )). Без хорошего микрофона, толка совсем мало.
Но к слову сказать, частоты звуковые, а проблемы с радиочастотными, схожие. Так же нужно усиливать определенный частотный спектр или подавлять не желательный. Так же важна резонансная частота приемного элемента, да еще наверное многое.
Как обычно, ночь, улица, фонарь, аптека... чистый спектр ))) пролетел самолет, тональность снижается

Мне кажется, на это, можно смотреть вечно ))), даже в третьем часу ночи... благо еще отпуск ))

IgorDych,
Хорошая тема!

задал на яндекс такое на поиск

акустический локатор ПВО

и всплыли интересные картины. ФАР изобрели ещё до радиолокации.

IgorDych
микрофон то не плохой по АЧХ, если 1..10 кГц = около 0дБ, то в ультразвуке только -10дБ. Поставить МШУ и не должны быть проблем. Пик на 20 кГц не сложно убирать.

Акустический локатор - старая тема, да :)


Увеличить

С поддержкой MEMS есть кстати уже готовый проект детектора летучих мышей: https://habr.com/ru/post/511790/

Хайо
акустический локатор ПВО

Какие футуристические конструкции. С появлением авиации, было очень актуально. Как у людей мысль работала. В отсутствии электроники, без необходимости электропитания, просто акустические линзы. Прогресс, от вынужденной необходимости...

Пик на 20 кГц не сложно убирать
Наверное придется повозиться. Там ведь полосу, шириной около 30 кГц, нужно выравнивать. То есть, нужен полосовой фильтр, с определенными характеристиками ))
А уже интересно, ведь наверное сам SDR приемник и можно использовать, для настройки-коррекции АЧХ микрофона? И тут бы пригодился НЧ свип-генератор, или по точкам измерять.
Ну разве чем отличается работа с акустическими колебаниями от электромагнитных... ))
Хотя в сущности, разница только в специфике переноса колебаний, на расстояние. Упругая следа, воздух или электромагнитная волна.
Вещает, допустим, в диапазоне VLF станция RJH69, на частоте 25 кГц или стрекочет какой нибудь кузнечик. После преобразования антенным устройством, в эл.ток, их обработка производится в электрических цепях.

DVE
готовый проект детектора летучих мышей

Да, там гетеродин, смеситель и как результат, выход промежуточной, слышимой частоты. Но у нас под рукой, целый анализатор спектра, в виде SDR приемника ))
Интересно послушать, есть ли в наших широтах, жизнь, выше 20 кГц )) Я надеюсь, получится результат. Как бы все пока понятно, что надо делать ))

В войну бабушка моей супруги была слухачом, даже награду имеет. Кроме акустических антенн ещё и фазовое суммирование приложено.

rw6hrm
Кроме акустических антенн ещё и фазовое суммирование приложено

Акустика, как наука, такая же древняя, как мир. Вычитал, что:
... считают, что первые научные исследования природы музыкальных звуков, было проведено греческим философом Пифагором в 6 веке до нашей эры...
Первые акустические рекомендации при строительстве жилья, содержались в Ветхом Завете... ого!!!
Одних только разделов, в акустике, более 20ти, пожалуй... ))
Считается, что 80% информации, человек получает посредством зрительного восприятия, а для слуха оставляют около 15%. Спорное утверждение, всё на много сложней, поскольку:
- Ухо долго помнит, что глаз скоро забывает...
Поэтому:
- Речь остается нашей основной формой общения. Печать в любой форме - это имитация речи. Единственным чистым речевым средством массовой информации является радио ))
К слову сказать, недавно, смотрел на канале Коржевского Дмитрия ролик, посвященный устройству патефона. Был удивлен, поскольку звуковое давление, достигало 90 дБ. Правда, мембрана звукоснимателя, была модифицирована, но тем не менее...
Интересная наука, нужная. Для создания акустических локаторов, нужно было обладать определенными знаниями, опытом. Наверное сейчас, очень мало осталось практических специалистов, в этом разделе акустики. Теперь всё решает электроакустика.
Пока нет микрофонов, китайцы даже не отправили заказ. Так что летучие мыши, подождут ))
Снова возвращаясь к SDR, пока мыши ждут)), поиграл с RSP1A, в анализатор спектра.
Я читал в ветке, посвященной tinySA, вопросы, касательно использования NanoVNA, разных моделей, в роли анализатора спектра.
К единому мнению, прийти не удалось и всё должна решать, как обычно, практика )). К слову, мне не удалось использовать NanoVNA-F, в роли АС, так как показывают в интересных роликах )).
Например в этом ролике, в роли ГИР, выступает NanoVNA, но не F модель.
Ну и ладно )). У нас же есть SDR, а ему все равно кого слушать, мышей с дельфинами или подводные лодки.
Импровизированным зондом, из советской проволоки, послушал Селгу.


Получается так, что колебания гетеродинного контура, просматриваются с расстояния 0,5 метра.


Промежуточная частота 465 кГц, замечательно видна на удалении в 2,5 см., от контуров ПЧ.


Конечно, вариант не мобильный, щуп-зонд, не совершенный. Но если всё исполнить красиво, может быть полезной штукой )). Это показометр, но весьма точный и чувствительный.
Окрылённый, решил "потыкать" колечком в другие приборы, на предмет наличия побочных электромагнитных полей. Мне попался MP3 плеер See Me Here LV290 (он же Supra PAS-3907). Кварцевые резонаторы вокруг процессора, 24 МГц и 32,768 кГц.
32 килогерца, как я не слушал, не нашел ((, зато 24 мегагерца, дышит полной грудью, выдыхает массу гармоник )), я даже не ожидал. Искал максимумы и нашел, рядом с пораженной частотой RSP1A 120 МГц. Практически рядом, чуть не наехали друг на дружку. У RSP ведь тоже осциллятор на 24 МГц. С разницей, что опорный сигнал SDR, "стоит столбом" )), а гармоника от плеера имеет цифровую структуру.


И тут понеслось... частоты (округлённо), 119 МГц, 199, 279, 319, 359, 439, 559, 599, 639...
Уверенный прием на расстоянии до 1 метра, на импровизированный щуп-зонд)). А максимальное расстояние, на уровне слышимости, до 5 метров.
Отключил этот щуп, подключил антенну с ali ЛПА 800 МГц - 6ГГц и полез выше, 679 МГц, 799, 869, 879, 989, 1169, 1529. Выше стало пропадать и так же мои перемещения по комнате, влияют на прием.
На частотах около 800 МГц и выше, сигнал стал расплываться по спектру, стал каким то "шумоподобным".
Например вот частота 869 МГц, без гармоники от MP3 плеера


А здесь гармоника, но она совсем не так выглядит, как на 120 МГц

Расстояние от антенны до плеера около 4 метров.
В общем, SDR приемник, тот еще панорамный индикатор, реально универсальный прибор ))).
... а tinySA, всё же заказал, для сравнения. А так же набор зондов, пусть будут.
Быть может результаты, кому то будут полезны, получат дальнейшее развитие.

насчёт зрения и слуха по получении информации всё спорно, ещё зависит от склада ума. Но радиолюбители предпочитают визуализацию, хоть радиосигналов, хоть акустических.... хоть грязи от МР3)

В тяжелых аггрегатах (турбинах, двигателях) уже давно установлены акустические датчики, которые в очень широком диапазоне анализируют и по опыту можно на раннем этапе износа "увидеть" больные компоненты. Также для насосов высокого давления или перекачки опасных веществ применяется акустическое подслушивание прямо в твердом теле конструкции.

IgorDych
В качестве датчика используют подходящий пьезоэлемент. И необходим усилитель, с входным сопротивление около 1 МОм. .... Чувствительность такого микрофона, получается колоссальной.
А можно подробнее, на основе какого именно пьезоэлемента получился микрофон?

xman
на основе какого именно пьезоэлемента получился микрофон

Обычно исходят из имеющихся в наличии. Была возможность приобрести ЗП-18, у меня он звучал лучше всех.
Важна схема усилителя, с высоким входным сопротивлением. За основу брал статью из ЖЖ Пришлось немного подрезать, но это не ухудшило отдачу

IgorDych
Мне кажется, на это, можно смотреть вечно ))), даже в третьем часу ночи...
Можно, только спектр должен двигаться не сверху вниз, а справа налево.

Что-то птица "морзянкой" передаёт.
Статичная картинка не впечатляет, красиво смотрится в динамике.)