一、前言：嵌入式语音设备的声学痛点

在楼宇对讲、IPC 可视门铃、会议终端、工业呼叫、智能工牌、车载免提等产品开发过程中，开发者经常遇到几大难题：

1. 风扇、空调、风噪、敲击、环境杂声严重，人声被噪声淹没；
2. 喇叭与麦克风距离近，开大音量就产生回声、啸叫，全双工通话体验差；
3. 项目平台各不相同，有的主控只有 USB，有的只有 I2S，有的只有模拟音频，模组接口不匹配，需要多套方案；
4. 双麦阵列需要定向拾音，甚至需要两路独立波束输出，普通模块只支持单波束；
5. 声学算法调试成本高，分立 Codec+DSP 方案外围器件多，PCB 复杂，量产调试周期很长。

AU‑60 是一款高度集成的 DSP 语音处理模组，把AI‑ENC 智能降噪、AEC 声学回声消除、BF 波束成形全部硬件固化，同时兼容 USB、模拟音频、I2S 数字音频，支持模拟麦、PDM 数字麦、双数字麦阵列，邮票半孔 SMT 贴片，帮助产品快速解决降噪、回声、定向拾音难题，缩短开发周期。

二、AU‑60 产品概述与核心能力

AU‑60 是面向全双工通话设备设计升级的 DSP 语音处理模组，可对接模拟音频、数字 I2S、USB 接口的各类设备。

✅ AI‑ENC 智能降噪：抑制风扇、空调、敲击、鸣笛、风吹麦克风等各类噪声，只保留人声，降噪范围45~90dB（固件相关）。
✅ AEC 回声消除：最大消除100dB 喇叭回声，支持回声空间延迟 100ms，解决喇叭麦克风近距离放置带来的回声问题，保障流畅全双工通话。
✅ BF 波束成形：双数字麦模式支持两种波束模式：双麦单波束单输出、双麦双波束双独立声道输出，双波束模式两路音频互不串扰，适合双通道拾音、智能工牌、分区对讲场景。
✅ 丰富硬件接口：USB、模拟 MIC 输入输出、I2S 数字音频 IN/OUT、SPI 配置端口、T1/T2 参数选择端口。
✅ 麦克风兼容：支持模拟驻极体麦，PDM 数字麦，双 PDM 数字麦阵列（固件区分模式）。
✅ 封装规格：邮票半孔封装，尺寸37.5mm ×16mm，SMT 贴片焊接，自带 ADC/DAC，简化整机音频电路设计。

典型应用领域

• 智能家居：门禁对讲、可视门铃 IPC 摄像头、监护通话设备；
• 会议教育：远程会议、多媒体教育通话终端；
• 工业安防：矿山呼叫、银行客服、医院呼叫、停车场自助对讲；
• 特种设备：智能工牌、双分区翻译设备、双通道录音设备；
• 车载：车载语音免提通话系统。
  

三、电气关键参数

表格

参数项	规格
供电	+5V（4~5.25V） or +3.3V（3.0~3.3V）
静态电流	65mA‑80mA
MIC OUT / USPKOUT 模拟输出	阻抗 120Ω，SNR 105dB，最大输出 1.07Vrms
LINE IN 参考输入阻抗	30KΩ，最大输入 6Vrms
MIC 模拟输入阻抗	30KΩ，最大 1.0Vrms
回声消除	100dB，最大回声延迟 100ms
AI 降噪	45‑90dB（AI 固件）
普通拾音距离	10cm ~500cm（视固件参数）
I2S 默认参数	主模式，16KHz，16bit，飞利浦 I2S；LRCK=16KHz，BCLK=512KHz
工作温度	-20℃70℃；工业版可到‑40℃85℃

注意：波束模式下拾音距离受波束角度约束，不完全适用普通拾音距离参数。

四、硬件端口与供电说明

模组背面定义全部信号引脚，关键端口分类：

1. 电源

• 12 脚：3.3V 输入；13 脚：5V 输入，二选一或配合使用。

2. USB 接口

• USB‑5V、USB‑D+、USB‑D‑、USB‑GND；Windows / 安卓 /Linux 桌面免驱识别。USB 模式提供 3 种固件定义：
  1）MIC‑OUT 降噪输出 + USB 播放输出（出厂默认）
  2）MIC‑OUT/USPKOUT 作为 USB 立体声左右声道输出
  3）双数字麦模式，两路波束独立输出，关闭 USB 播放输出。

3. 模拟音频

• MICOUT：降噪后麦克风模拟输出；
• USPKOUT：USB 下行音频模拟输出；
• AECIN：AEC 消回音参考信号输入（非常关键，必须接入喇叭回放的参考音频，否则回声无法消除）；
• MIC+ / MIC‑：模拟麦克风差分输入。

4. 数字麦克风 PDM

• CLK、DAT：PDM 数字麦时钟与数据；模组 19 脚输出 3V3 给数字麦供电。

5. I2S 数字音频

• LRCLK (5 脚)、BCLK (6 脚)、D_IN (7 脚)、D_OUT (8 脚)；D_OUT 为降噪处理后数字音频输出，D_IN 为主机下行数字音频输入。

6. T1、T2（9 脚、11 脚）拾音参数选择端口

T1/T2 默认悬空为高电平，通过对地焊接 0Ω 电阻拉低，4 种组合切换拾音距离：

• T1 = 高 T2 = 高：中距离，0.5‑2m（默认）
• T1 = 高 T2 = 低：近距离，0.1‑0.2m
• T1 = 低 T2 = 高：远距离，0.5‑5m
• T1 = 低 T2 = 低：超远距离，0.5‑8m

在扩音防啸叫固件模式，T1/T2 切换的是降噪等级；参数可以固件定制修改，以上仅为默认参考。

7. SPI 端口
   SPI‑CS、SPI‑CLK、SPI‑MOSI、SPI‑MISO。模组作为 SPI 从设备，外部 MCU 上电等待约 3 秒后，可以通过 SPI 写入寄存器动态修改降噪增益、波束角度等运行参数，适合产品运行中动态调整声学效果。

⚠️重点工程提醒：AECIN 消回音参考信号的接法

• 优先从功放输入端取小信号，直接接入 AECIN；
• 如果只能从功放输出端取信号，必须串联隔直电容 C1（常用 104/1uF）和 R1 电阻（1K‑10K，5W 以内功放推荐 R1=10K）做幅值匹配，否则会信号过载，回声消除失效。

五、8 种典型硬件工作模式梳理

AU‑60 通过固件切换麦克风类型（模拟麦 / 单数字麦 / 双数字麦），搭配 USB / 模拟 /I2S 三种音频接口，覆盖主流产品架构：

模式一：模拟麦 / 数字麦 + USB 通话（最简方案）

只接 USB，Windows、安卓、Linux 免驱，适合 PC、平板、带 USB 接口主板快速开发。模拟麦和数字麦二选一，可升级双数字麦阵列，实现波束拾音。

模式二：单模拟麦克风 + 模拟输入输出

适配传统带模拟 Codec 的主板，MIC‑OUT 输出降噪语音给主板 ADC；AECIN 接入功放回放参考信号。大量传统对讲设备选用此模式。

模式三：模拟麦克风 + I2S 数字输出

主板只有 I2S 输入没有模拟 ADC，降噪消回音之后输出 I2S 数字音频，避免模拟走线引入干扰，保障信噪比。I2S 为模组主模式，主控配置为 I2S 从模式接收。

模式五：单数字 PDM 麦 + 模拟音频输出

替换模拟麦，改用 PDM 数字麦，抗干扰能力更强，减少板子布线引入底噪，输出依然走模拟线路对接主板。

模式六：单数字 PDM 麦 + I2S 数字输出

麦克风 PDM 采集，DSP 处理，I2S 输出数字音频，全数字音频链路。

模式七：单数字麦 + I2S 纯数字输入输出

整机音频全部数字传输，主机 I2S 输出下行播放音频到模组 D_IN；模组 D_OUT 输出上行降噪语音，最大化信噪比，抗干扰最强。

模式八：双数字麦阵列‑单波束单输出

双 PDM 麦克风阵列，生成 1 个定向波束，单声道输出，波束中轴角度、拾音角度范围固件可调，适合会议麦克风、可视门铃，拾取阵列正前方人声，抑制侧面噪声。

模式十：双数字麦阵列‑双波束双独立输出（特色模式）

双麦阵列生成两组互不干扰定向波束，两路音频独立输出，声道之间低串扰。适合智能工牌、双通道录音、双分区对讲设备，可分别拾取两个不同方向声源。波束的中轴角度、拾音覆盖范围均可固件配置。

波束概念说明：波束包含中轴角度（拾音中心朝向）、**拾音覆盖角度（锥形宽度）**两个参数，默认双麦板中轴 90°，拾音范围 60°，可以修改固件参数更改朝向和宽度。

六、开发落地踩坑指南（硬件工程师必看）

1. AEC 回声消除效果不好？优先检查参考信号 AECIN
   回声消除不是只靠算法，AECIN 必须正确获取喇叭回放信号。功放输出取信号一定要加 RC 阻容网络，信号不能过载。
2. 模拟地 AGND 要单独处理
   模组的 AGND 是音频模拟地，数字 GND 是电源地，PCB 布线时建议单点汇接，不要数字地大电流直接流过模拟地，否则引入底噪杂音。
3. I2S 主从模式不能搞反
   AU‑60 I2S 默认是主模式，输出 LRCLK、BCLK，主控必须配置为 I2S 从模式接收音频。
4. T1/T2 参数切换注意
   T1/T2 内部上拉，悬空就是高电平；只需要焊 0Ω 电阻到 GND 实现拉低，不要接外部 3.3V 驱动。
5. SPI 动态参数调试
   模组上电后需要等待约 2 秒 DSP 完成初始化，外部 MCU 要延时后再发起 SPI 读写；寄存器参数表向厂商索取。
6. 麦克风选型
   模拟麦用普通驻极体；数字麦选用标准 PDM 格式，模组可输出 3.3V 给数字麦供电。双数字麦阵列推荐麦克风间距约 6cm。
7. 固件选型
   USB 有 3 种输出模式，单麦、双麦、单波束、双波束都对应不同固件，下单前需要和厂商确认固件版本。
   

七、选型总结

AU‑60 最大优势是一套硬件模组，兼容多类主控平台，模拟麦 / 数字麦自由切换，支持双波束双通道独立拾音。

• 快速原型、PC / 安卓设备：优先选用USB 模式，免驱，开发最快；
• 传统模拟音频主板：选用模拟输入输出模式；
• 追求高信噪比、抗干扰，主控具备 I2S：选用I2S 全数字链路；
• 需要拾取两个不同方向声音（智能工牌、分区对讲）：选用双麦双波束固件模式。

模组出厂已经完成声学算法调优，开发者主要工作是做好硬件接线，设置 T1/T2 参数，少量场景需要 SPI 动态调整。不需要自己折腾复杂 DSP 算法，大幅降低音频产品开发门槛。