A-68 是一款高性能的數字語音處理模塊,可以針對免提全雙工通話中的回音問題進行消除(AEC),并具有優異的環境噪音(ENC)壓制及人聲萃取功能,讓通話設備獲得更好的語音品質。
A-68 模塊內置專業聲學處理 DSP芯片,可以根據不同產品適配相應的程序,配合針對性的算法參數,對全雙工通話產品的回音問題,及拾音記錄設備的環境噪音問題,得到很完善的解決。
模塊支持多種工作模式,主要分為回音消除功能模式及拾音降噪功能模式。兩種功能模式又分別對應有近距離,中距離,及遠距離三種不同靈敏度程序。模塊具有高達 90dB的回音消除,以及高達 45dB的環境噪音壓制,整體功耗低于 25mA ,可以減少便攜移動產品的功耗
負擔。模塊默認輸出 2 路模擬信號和 I2S 數字音頻信號,當部分產品模擬信號容易被射頻干擾時,可以選用 I2S 數字信號,可以完全避免干擾底噪問題。
模塊端口采用半孔焊盤的設計,體積小巧(長 23.5mm,寬 19mm)。在已成型的產品中,可以通過轉接板快速接入;而在新產品設計時,則可以按模塊尺寸圖,直接做焊盤形式焊接在系統板上,方便各類產品的設計生產使用。
二, 應用領域:
主要應用各類音頻通話產品,安防監控,樓宇通話,會議設備,遠程報警等等。能方便快捷的與各類音頻拾取系統連接。
※ 智能小區,別墅門禁,智能家居通話對講系統。
※ 車載藍牙通話系統,車載語音識別智能設備。
※ 智能遠程多媒體教育通話系統。
※ 呼叫報警系統,銀行客服通話系統。
※ 錄音筆,采訪記錄設備,攝像機,錄音機,監控拾音設備。
※ IPC攝像頭設備,可視門鈴設備。
※ 筆記本產品,平板電腦,智能手機,對講機產品。
※ 停車場/公共場所的門卡,自助服務系統的通話對講。
※ 家用帶通話,監護通話,老人小孩,寵物監護儀等產品。
※ 智能語音控制,語音識別系統,及智能交互設備。
※ 監獄/醫院呼叫服務通話系統。
※ 電梯、企業寫字樓、生產車間等廣播對講/監聽系統。
※ 安防通話產品,會議通話設備。
模塊電氣性能指標:
※ 輸入電壓:直流+4V~+6.5V ※ 工作電流:25mA
※ ADC 最大輸入信號 1Vrms,輸入阻抗 47 KΩ(此信號為模擬輸入信號或消回音參考信號)
※ DAC 最差輸出 3.3Vrms,輸出阻抗 10KΩ,左右聲道分離度 105dB。
※ 雙麥降噪模式拾音夾角可調范圍 0℃-180℃(默認程序不開啟)
※ 麥克風錄音拾取范圍:10cm-500cm.
※ 回音消除指標:85db
※ 可消除回音空間延遲時間:100mS ※ 最佳狀態,有效降噪指標:45dB-90dB ※ DSP 上電啟動時間 15 mS
※ 工作模式分為純降噪模式和消回音+降噪模式(2 種功能需對應不同程序版本)
※ 工作溫度:-45 度~85 度 ※ 工作濕度:相對濕度小于 90%
設計應用示意圖:
A-68模塊根據功能效果可以區分為三種系列模式,即純降噪模式、消回音模式、雙聲道立體聲降噪模式。
純降噪模式下,可以根據使用場景的要求,選用單麥克風或雙麥克風,單麥克風可以針對穩態噪音進行壓制,而雙麥克風可以設置為波束降噪方式,可以對非穩態噪音進行壓制。降噪輸出之后的音頻為單聲道,即 13與 15腳輸出相同的音頻信號。
消回音模式下,除了具有純降噪模式的降噪功能外,同時設置了 17腳為 LINE IN參考輸入功能,可以把通話產品的功放部分的監聽信號接入,從而可以消除通話過程中喇叭傳遞的聲學回音(默認 17腳為參考信號輸入端,改用 18腳則需更改程序)。
雙聲道立體聲降噪模式下,即雙麥克風的左右聲道各自從音頻輸出的左右聲道獨立輸出;此模式下,只具有單麥的非穩態降噪功能,而不能開啟波束降噪功能,并且也不能開啟通話消回音功能。可以滿足部分產品需要記錄 2路獨立的音頻,并需要降噪效果。
以上三種模式中,需要更換不同程序實現,在選用時,請注意功能要求而適配。A-68的音頻輸出方式是模擬信號與數字信號同時輸出。即 13,14,15端口引腳為模擬音頻輸出,7,8,9,10端口引腳為數字音頻 I2S信號輸出。可以根據產品的不同接口而選用。特別
是某些產品具有射頻電路,模擬信號的連接,容易出現射頻干擾問題,這時候,如果系統具
數字音頻 I2S接口,則可以采用純數字方式連接,完全避免干擾問題。
數字音頻 I2S的數據格式默認設置為:采樣率 16K,位深 16bit,主模式,左對齊格式。
以下圖示為具體介紹每一種模式下的數字麥與模擬麥連接方式,常規情況下,推薦數字硅麥或者模擬硅麥的搭配;如果需要接入駐極體電容麥克風,則需要額外增加偏置電阻,才
能工作(后頁有圖示),由于駐極體電容麥信號幅度比較小,在成品設計時,最好增加一級放大電路。
A-68 的麥克風拾音具有遠場拾音功能,在開啟遠場拾音功能后,標準配置條件下,拾音距離可以達到 3-5 米;如需更遠距離,則可以換用更高靈敏度的麥克風。
三種工作模式中都可以根據拾音距離的要求,開啟與關閉遠場拾音功能。
模式一:純降噪模式(雙數字麥克風接入)
模塊的 1,2,3,4 端口為數字麥克風的接入腳位,數字麥克風信號格式請選用 PDM 版本的麥克風,或者選用本公司測試選用的數字麥克風。
麥克風的信號經過 DSP 的降噪處理后,一路從模塊的 7,8,9,10 端口輸出 I2S 數字音頻信號,另一路則從 13,14,15 端口輸出雙通道模擬音頻信號。輸出的音頻信號在常規降噪程序時,左右聲道聲音相同(默認輸出右聲道麥克風的聲
音)。在選用專門的立體聲降噪程序版本時,則可以輸出左右立體聲音頻(立體聲模式下,波束降噪功能無效)。
I2S 數字音頻格式,默認程序設置為:主模式,采樣率 16K,采樣位深 16bit,左對齊格式。
數字麥克風的選用常規選用-29dB,如果需要更遠的拾音距離,可以選靈敏度更高的規格,數字麥克風端口輸出工作時鐘為 1.024Mhz,工作電壓 3.3V。(數字麥克風一般有 5個引腳,其中有一個左右聲道選擇腳,必須接地或者接電源,不能懸空。)
模式二:純降噪模式(雙模擬硅麥克風接入)
模組的 17,18 腳為模擬信號輸入端口,在指定專用程序時,可以用來作為模擬麥克的輸入端口使用,配合 16,19 腳的電源端口,可以直接把模擬硅麥克風接入使用。模擬硅麥克風的音頻信號進入模組,經過處理后,信號輸出方式及功能與模式一完全
相同功能。
由于模擬端口輸入先經過 ADC 芯片,內部增益比較小,模擬硅麥克風選用時,可以盡量選用靈敏度比較高的規格,以盡量提高信噪比,也可以直接輸入已經放大之后的音頻信號。
模式三:免提通話消回音加降噪模式(雙數字麥克風輸入)
此模式是在雙麥降噪的基礎上,開啟免提通話消回音功能。把設備的喇叭監聽信號連接到模塊端口的 16,17 腳,作為回音消除的參考信號取樣。消回音功能開啟的同時,單麥或雙麥的降噪性能不變,特別是在雙麥夾角波束降噪的
輔助之下,可以實現更大的喇叭音量播放,并保持通話回音消除完全,且保證良好的全雙工效果。
模塊 16,17 腳的參考信號輸入時,需注意功放的功率大小,如果功率比較大 3-5W,甚至更大時,需要注意增加分壓電阻進行信號衰減,以匹配輸入信號不失真。
模式四:免提通話消回音加降噪模式(單模擬硅麥克風輸入)
此模式下是吧 LINE IN 的音頻端口分別作為模擬麥克風輸入及消回音參考信號輸入使用,因此只能接入一個單麥克風。單模擬硅麥克風信號接入模塊端口 18 腳,此信號經過降噪消回音處理,從 13,15 腳輸
出,而消回音的采樣信號,還是保持不變從 17 腳接入。
此模式,是為了方便部分客戶沒有數字麥克風的情況下選用。除了沒有雙麥降噪及波束成型功能,其他消回音效果及全雙工效果保持不變,并保持單麥降穩態噪音功能。
模式五:雙聲道立體純降噪模式(雙數字麥克風或雙模擬硅麥克風輸入)
此模式下把左右麥克風的聲音信號獨立從模塊端口 13,15 腳輸出,從而實現具有獨立信號的立體聲降噪功能。
以上 2 張圖片,分別是對應數字麥克風和模擬硅麥克風的連接方式,雙麥克風的左右聲道按默認對應輸出,并針對穩態噪音進行壓制。可以用在某些具有雙方通話,或需要記錄 2 個不同信道聲音的使用,比如監獄探視設備,銀行或車站窗口通話記錄設備等等。
選用駐極體模擬電容麥克風圖示(純降噪及消回音)
在某些情況下,由于結構及元件選擇問題,必須采用駐極體電容麥克風時,可以按上圖方式,在模塊外圍增加偏置偏置電阻的方式讓模擬駐極體電容麥克風工作。
由于駐極體電容麥克風輸出信號幅度比較小,在選擇麥克風時最好選用超高靈敏度的規格,比如-30dB~-26dB;或者增加一級放大電路,電路設計放大 8-10 倍左右的增益,以滿足麥克風音量的要求。
麥克風電路可以在其他設計詳解參考評估。
雙麥克風的擺放在同一平面,距離最小為 3cm,最大為 16cm。夾角拾音束的拾音范圍如下圖所示
拾音有效范圍如上圖,在 MIC0 和 MIC1 的中間位置為原點,正前方藍色夾角區域內的聲音會判斷為有效,保留;而 2 端之外黃色區域為屏蔽區域。
這個拾音夾角功能,在除了可以壓制常規的穩態有規律的噪音除外,還可以吧在藍色拾音束范圍外的非穩態沒規律的噪音也完全壓制。
適合應用的場景有,嘈雜的車間,車站,機場,站臺等環境噪音特別大,并且使用設備的操作者,可以固定在拾音角度說話使用。對所有拾音束外的有效降噪可以達到 80dB.
拾音束降噪的拾音角度可以根據使用要求設置,常規默認設置為 60 度夾角。
A68 模組的 13,15 腳輸出的信號幅度比較小,不能驅動耳機或者喇叭,常規是用在接入后端的 MIC IN 電路,如果需要用耳機或喇叭聽到麥克風的聲音,則需要增加功放或者耳放電路。
審核編輯黃宇
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