做机器人嵌入式研发的工程师,几乎都逃不开音频开发的连环坑: 电机、风扇持续轰鸣盖过人声,唤醒识别率暴跌;喇叭与麦克风间距极小,一开音量就啸叫;远场、近场机型拾音差异巨大,要做多套音频方案;降噪、AEC 算法挤占主控算力,低端 MCU 直接跑崩;模拟 / 数字 / USB 三类主板,音频电路要分开打样调试……
芯慧创 AU-60 全功能 DSP 语音处理模组,硬件集成AI ENC 降噪、100dB 深度 AEC 消回音、BF 双波束拾音三大核心声学算法,兼容 USB / 模拟 / I2S/SPI 四大全接口,邮票孔小型 SMT 封装,单模组覆盖家用、商用、工业全品类机器人,从硬件电路、算法移植、产品迭代全方位减负研发团队。
一、三大硬件级声学算法,根治机器人交互核心痛点
AU-60 搭载独立 DSP 处理内核,所有音频运算硬件离线完成,完全不占用机器人主控 CPU 资源,低端 ARM、安卓、Linux 主板均可稳定运行。
1. AI ENC 智能多级降噪,机身噪音一键清零
区别于传统简单谱减法降噪,模组内置神经网络降噪引擎,降噪幅度 45~90dB 自适应调节,精准区分人声与各类干扰噪音:
✅ 机器人本体噪声:电机运转、散热风扇、外壳震动、拍打麦克风风噪;
✅ 环境复杂噪声:商场人流、车间机械、空调轰鸣、户外车流、金属撞击异响; 哪怕机器人高速移动、风扇满负荷运转,模组依然能过滤全部杂声,只输出干净人声,大幅提升语音唤醒、指令识别准确率。
2. 100dB 深度 AEC 全双工消回音,告别 “机器人说话听不见人”
机器人普遍机身紧凑,麦与喇叭近距离布局,大音量播报极易产生循环回音、刺耳啸叫。AU-60 最高支持 100dB 回音抑制,兼容 100ms 空间音频延迟,完美适配各类腔体结构:
- 机器人循环讲解、主动播报、远程喊话时,用户可随时打断提问,对话无断连、无卡顿;
- 无需额外增加隔音泡棉、调整腔体结构,节省整机开模与物料成本;
- 支持功放输入端、输出端两种参考信号取法,规格书配套 104 电容 + 1K~10K 电阻标准匹配电路,硬件工程师直接抄板落地。
3. BF 双麦波束定向拾音,精准锁定目标说话人
支持 PDM 双数字麦克风阵列,提供两种固件波束模式,适配不同交互需求:
- 单波束单输出(60° 定向)拾音中轴默认 90° 正前方,仅拾取机身正面人声,过滤侧面、后方无关杂音,导购、人形、桌面陪伴机器人首选;
- 双波束双独立声道输出左右双向分离定向拾音,两路音频物理隔离互不串音,适用于展厅双工位导览、双通道录音、智能翻译、双分区对讲机器人,两套声源独立识别,互不干扰。
波束中轴角度、拾音覆盖范围均可定制固件调整,适配不同机器人外观开孔布局。
4. T1/T2 硬件引脚四档拾音切换,一套硬件适配全产品线
无需重新烧录固件、不用改版 PCB,仅通过 9 脚 T2、11 脚 T1 电平组合,4 种拾音距离自由切换,一款模组通吃公司全部机器人机型:
表格
| T1 电平 | T2 电平 | 拾音距离区间 | 适配机器人品类 |
|---|---|---|---|
| 高 | 高 | 0.5~2m | 酒店、政务、展厅商用服务机器人 |
| 高 | 低 | 0.1~0.2m | 人形、桌面教育、陪护小型机器人 |
| 低 | 高 | 0.5~5m | 大厅巡检、接待讲解机器人 |
| 低 | 低 | 0.5~8m | 矿山、园区、户外安防巡检机器人 |
PCB 预留 0 欧电阻焊盘,生产贴片切换档位即可,大幅减少物料 SKU、缩短产品迭代周期。
二、全接口兼容设计,适配所有机器人主控方案
AU-60 预留 30 路邮票半孔引脚,覆盖市面全部音频传输架构,10 套标准硬件接线方案,模拟 / 数字 / USB 主板无需重新设计音频子板。
1. USB 免驱音频(27~30 引脚)
USB_D+/D-、USB5V、USBGND 完整差分接口,Windows / 安卓 / Linux 全系统免驱,三种固件模式按需切换: ① 默认模式:MICOUT 降噪人声输出 + USPKOUT 喇叭播放输出; ② 立体声模式:双声道音频输出,适合多媒体交互机器人; ③ 双麦双通道模式:双波束独立左右声道输出,关闭本地播放通道; 巡检机器人远程后台对讲、便携教育机器人首选,仅 USB 线路即可完成全部音频交互。
2. 模拟音频输入输出(1/3/16/17/26 脚)
自带板载 ADC/DAC,无需外挂音频芯片:
- MICOUT:降噪后单端模拟人声输出,阻抗 120Ω,信噪比 105dB;
- USPKOUT:下行播报音频输出,直接对接功放驱动喇叭;
- AECIN:回音参考信号输入,搭建全双工闭环; 低成本家用、小型陪护机器人可直接搭配驻极体模拟麦克风,极简电路降低 BOM 成本。
3. I2S 标准数字音频(5/6/7/8 脚)
标准 16kHz、16bit 飞利浦主模式 I2S,LRCK/BCLK/D_IN/D_OUT 完整时序;拆除模组内置 R1 电阻即可实现双向数字收发,数字传输抗电磁干扰,长距离走线无杂音,适配高端人形、工业级机器人。
4. SPI 动态调参总线(21~24 脚)
SPI_CS/SPI_CLK/SPI_MOSI/SPI_MISO 完整控制端口,机器人 MCU 上电 3 秒后可实时下发寄存器指令: 动态切换降噪等级、波束角度、输出增益、拾音距离;机器人移动、场景切换时软件自适应调节声学效果,无需反复更换固件,大幅缩短调试周期。
5. 麦克风双兼容设计
同时支持模拟驻极体麦、PDM 数字麦: 模组 19 脚可输出最大 30mA 3.3V 给数字麦供电;量产阶段推荐外部独立 3.3V 供电,规避短路损坏模组 LDO 风险,两种麦克风硬件可快速互换。
三、小型工业级硬件设计,适配机器人紧凑机身
- 邮票孔 SMT 贴片封装整机尺寸仅 37.5mm×16mm,半孔焊盘规格 1.5mm×0.75mm,可直接贴装在机器人主控主板,无需额外子板,完美适配人形狭小头部、小型巡检机身紧凑结构。
- 宽温稳定运行标准工作温度 - 20℃~70℃;更换主芯片可升级工业级 - 40℃~85℃,冷库、井下、高温配电室、户外全天候特种机器人 7×24 小时不间断稳定工作。
- 低功耗双供电静态工作电流仅 65~80mA,支持 5V(4~5.25V)、3.3V(3~3.3V)双电压输入,完美适配机器人锂电池供电系统。
四、五大机器人细分场景落地方案
1. 商用服务机器人(导购 / 酒店 / 政务导览)
双麦 60° 单波束拾音,0.5~2 米标准档位,USB 直连安卓主板,全双工无啸叫循环讲解,嘈杂大厅识别稳定,快速量产落地。
2. 工业 / 矿山巡检机器人
90dB 极限降噪压制机械轰鸣,T1 低 T2 低切换 8 米超远拾音,工业宽温版本适配井下、高温车间;I2S 数字无损音频同步录制设备异响,上传后台做故障诊断。
3. 人形 / 家用教育陪护机器人
近距离拾音档位,过滤电视、家电底噪,模拟麦极简方案控制成本,近距离对话无增益失真,讲故事、亲子互动无啸叫。
4. 安防巡逻机器人
USBKEY 按键引脚外接报警触发,一键打通后台双向对讲,户外抗风噪、车流干扰,远距离接收人员求助语音,大音量广播同时清晰拾音。
5. 双通道翻译 / 双分区交互设备
双波束双独立输出固件,两路音频完全隔离无串音,展厅双工位、智能工牌、双人同步对话场景专用。
五、研发工程师实打实降本增效优势
- 砍掉自研声学算法工作量降噪、AEC、波束全部 DSP 硬件固化,无需移植、调试复杂音频算法,零基础音频工程师即可快速落地,研发周期缩短 60%。
- 统一物料,简化供应链一款模组覆盖模拟、数字、USB 全架构机器人,不用多版本语音物料,减少库存与采购管理成本。
- 全套标准化参考电路规格书配套 10 套成熟系统框图,回音阻容匹配、音频分压、双麦阵列电路全部标准化,省去反复试错调试时间。
- 固件可按需定制单麦降噪、双麦单波束、双麦双声道、USB 立体声多版本固件可选,波束角度、拾音距离、降噪强度均可定制,匹配产品专属交互逻辑。
结尾
做机器人语音交互,不必再在算法、硬件、结构三者之间反复妥协。AU-60 全功能 DSP 语音模组,将远场拾音、AI 降噪、100dB 消回音、定向波束全部集成于一枚小型 SMT 邮票孔模组,一套硬件兼容全主控、全场景机器人需求,从研发调试到批量生产全方位降低开发门槛。
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