标签:# 语音模组 #AI 降噪 #AEC 回声消除 #DSP 音频 #嵌入式音频 #全双工对讲
前言
做对讲、会议、门禁、监控拾音类硬件,经常遇到几个老大难问题:环境噪声大、喇叭麦克风距离近回声严重、还要额外设计功放电路,主控平台多还需要适配驱动,整个音频链路调试周期很长。
WX‑0813 是芯慧创推出的一体化 DSP 语音处理模组,把AI‑ENC 智能降噪、AEC 全双工回声消除、双声道 D 类功放、USB UAC 免驱接口全部集成在一块 50×15.5mm 小板上。只需要一根 USB 线,外接驻极体麦克风 + 喇叭,即可完成完整语音信号处理,省去音频 Codec、功放、降噪算法开发,适合快速做产品原型与量产落地。
一、模组核心功能亮点
1. AI‑ENC 智能降噪,过滤多类型复杂噪声
模组内置 AI 降噪算法,降噪区间45‑90dB,可以区分人声与各类干扰噪声,不仅仅处理稳态风扇、空调噪音;拍打敲击、汽车鸣笛、金属掉落、风直吹麦克风、拍打咪头这类突发瞬态噪音同样可以有效压制,只保留有效人声。
实际收益:矿山、车间、户外门禁、车载这类嘈杂环境,远端通话录音清晰度大幅提升,避免噪音把人声淹没。
2. AEC 回声消除最高 100dB,支持 100ms 回声延迟
回声是全双工对讲的痛点:喇叭与麦克风安装距离很近、音量开大就会产生啸叫、回声,很多方案只能半双工(一方说话另一方静音)。 WX‑0813 支持100dB 回声消除深度,最大可处理 100ms 空间回声延迟,喇叭大音量输出同时,麦克风正常拾音,真正实现双向同时说话的流畅全双工通话,适用于可视门铃、楼宇对讲、会议终端设备。
3. 内置双 5W D 类功放,省去外部功放电路
模组自带双声道 Class‑D 数字功放,供电充足条件下可以驱动 4Ω/3Ω 喇叭,单声道最大输出 5W 以上,喇叭音量最高可达 100dB+。
⚠️注意:普通 USB 口输出电流大多只有 500‑600mA,不足以跑满功放功率;大功率输出建议使用模组备用供电引脚单独供电。
4. USB UAC 免驱,多系统兼容
采用标准 USB 音频协议,不需要写任何驱动,接入即识别为声卡设备。支持 Windows、Android、MacOS、桌面 Linux、Ubuntu、树莓派等平台。主控不需要占用算力跑音频算法,语音处理全部交给模组 DSP 完成,主控只需要处理上层业务逻辑。
5. 硬件焊盘切换四档拾音距离
板上预留 T1、T2 两个短路焊盘,通过焊锡对地短接组合,硬件切换 4 套拾音增益参数,不用修改固件即可适配不同产品使用距离:
表格
| T1 状态 | T2 状态 | 工作模式 | 拾音距离 |
|---|---|---|---|
| 高 (悬空) | 高 (悬空) | 中距离 | 0.5‑2m |
| 高 (悬空) | 低 (短接 GND) | 近距离 | 0.1‑0.2m |
| 低 (短接 GND) | 高 (悬空) | 远距离 | 0.5‑5m |
| 低 (短接 GND) | 低 (短接 GND) | 超远距离 | 0.5‑8m |
特殊场景也可以联系厂商做固件参数定制开发。
二、硬件接口、引脚定义
模组为邮票半孔 + 1.25mm 间距端子插座,端子线建议选用 1.25mm 规格线束。
表格
| 脚位 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|
| 1 | GND | 电源地 |
| 2 | D+ | USB D+,通信、固件升级 |
| 3 | D‑ | USB D‑,通信、固件升级 |
| 4 | 5V | USB 5V 输入供电 |
| 5 | MIC‑ | 模拟驻极体麦输入负端 |
| 6 | MIC+ | 模拟驻极体麦输入正端 |
| 7 | SPKR‑ | 右喇叭输出负 |
| 8 | SPKR+ | 右喇叭输出正 |
| 9 | SPKL‑ | 左喇叭输出负 |
| 10 | SPKL+ | 左喇叭输出正 |
| 11 | GND | 备用供电地 |
| 12 | +6V | 功放备用供电,范围 + 5V~+7V;电压>5V 需要拆掉板载 R1 电阻,保护 USB 芯片 |
供电重要提示:
- 默认 USB 端子 1 的 4 脚 5V 供电,适合小音量播放;
- 需要满功率推喇叭,使用端子 5 的 + 6V 引脚独立供电;
- 如果备用供电大于 5V,必须拆除 R1 电阻,防止高压倒灌损坏 USB 芯片;
- 拆除 R1 之后,12 脚只给功放供电,最高电压 7V。
模组尺寸:50.0mm × 15.5mm,体积小巧,方便嵌入到门禁、IPC、设备外壳内部。
三、电气关键参数汇总
表格
| 参数 | 规格 |
|---|---|
| USB 输入电压 | DC +4V ~ +5.25V |
| 静态电流 | 95‑100mA |
| 动态工作电流 | 100mA‑1A(接喇叭播放) |
| MIC 输入阻抗 | 30KΩ,最大输入 1Vrms(差分 / 单端模拟麦) |
| 常规拾音距离 | 10cm‑500cm(固件不同会变化) |
| AI 降噪 | 45‑90dB |
| 回声消除 | 100dB,最大回声延迟 100ms |
| 工作温度 | -20℃~70℃;可换芯片升级工业级‑40℃~85℃ |
| 功放 | Class‑D 双声道,适配 3Ω/4Ω 扬声器 |
四、快速上手接线方案
整体连接逻辑非常简单,3 部分外设:USB、驻极体麦克风、双喇叭:
- USB 接口连接上位机 / 嵌入式主控 USB 口,完成供电 + 音频数据传输;
- MIC+、MIC‑引脚接驻极体电容麦克风;
- SPKL+/SPKL‑、SPKR+/SPKR‑分别接左右两只喇叭;
- 需要大功率输出:给 12 脚 + 6V 独立供电,电压超过 5V 拆掉 R1 电阻。
选型建议:
- 麦克风:普通驻极体电容麦;想要拾音更远,选择更高灵敏度咪头;
- 喇叭:优先选用 3Ω/4Ω 阻抗,功率 5‑8W 扬声器,可实现大音量输出。
模组插上 USB 之后,系统直接识别为标准 USB 音频设备,上层应用直接调用系统录音、播放接口,不需要关心降噪、回声消除内部逻辑,DSP 已经全部处理完成。
五、典型应用场景
WX‑0813 覆盖大量语音对讲拾音类硬件产品:
- 安防对讲:可视门铃、IPC 摄像头、小区别墅门禁、楼宇对讲;
- 会议通讯:远程教育、企业会议终端;
- 工业特种呼叫:矿山矿井呼叫、监狱 / 医院呼叫系统;
- 车载设备:车载通话、车载语音识别终端;
- 公共自助设备:停车场对讲、自助服务终端;
- 录音采集:采访录音、监控拾音设备;
- 消费类硬件:监护设备、智能玩具、工业机器人语音前端等。
六、开发踩坑与硬件注意事项
- 供电坑:USB 口电流不足会导致喇叭声音失真,功放跑不满功率。做大音量产品务必使用 12 脚独立供电。电压大于 5V,R1 电阻一定要拆除,否则会烧毁 USB 电路。
- 麦克风布线:模拟 MIC 输入属于弱信号,布线尽量远离功放输出、电源走线,减少干扰引入底噪。
- 拾音距离档位:T1/T2 是硬件焊盘,需要焊接短接生效,不同档位对应不同 AGC 增益,增益太高会引入底噪,根据产品实际安装距离选择合适档位。
- 麦克风选用驻极体模拟麦,模组不支持直接接 PDM 数字麦。
- 全双工效果测试,要在产品整机结构下实测,腔体、喇叭麦克风相对距离会影响回声消除效果。
七、总结
WX‑0813 模组的核心价值是把复杂的语音前端全部硬件模块化交付。很多项目原本需要设计模拟音频电路、选型 Codec、调试回声降噪算法、外加功放芯片,工作量大,调试周期久。
这块小板子把 AI‑ENC 降噪、AEC 回声消除、D 类功放全部内置,USB 免驱跨平台,硬件焊盘就可以切换拾音距离,硬件工程师只需要接麦克风、喇叭,上层软件直接调用系统音频接口,快速完成原型开发,缩短产品上市周期。
适合做对讲、门禁、监控拾音、工业呼叫设备的开发者评估选型。
提示:本文基于官方规格书整理,实际性能请以实物测试为准;特殊定制固件请联系原厂获取技术支持。