AU-60 全功能 AI 语音处理模组：核心功能技术解析

概述

AU-60 是一款面向通话与音频拾取设备的语音处理模组，集成了 AI 降噪（ENC）、声学回声消除（AEC）、波束形成（BF）以及多种音频接口（USB、模拟、I2S、SPI）。模组采用邮票半孔封装（37.5mm×16mm），支持 5V 或 3.3V 供电，适用于需要语音增强的嵌入式系统。

本文基于 AU-60 公版规格书，对其三项核心功能及接口特性进行技术说明。

1. AI 降噪（ENC）

AU-60 内置基于神经网络的 AI 降噪引擎，主要处理非平稳噪声。根据规格书，该功能可压制以下类型的干扰：

风扇、空调等稳态机械噪声

敲击、拍打、金属掉落等瞬态撞击声

汽车鸣笛等环境突发声

风吹麦克风引起的风噪（包括直接吹气）

降噪后仅保留人声语音部分。指标参数：

有效降噪深度：45 dB ~ 90 dB（取决于固件和噪声类型）

拾音距离：10 cm ~ 500 cm（通过固件或 T1/T2 引脚切换）

麦克风输入阻抗：30 kΩ

最大输入幅度（单端）：1.0 Vrms

AI 降噪在模拟麦克风输入和数字麦克风输入下均可启用。

2. 声学回声消除（AEC）

全双工通话中，喇叭声音被麦克风再次拾取会产生回声。AU-60 的 AEC 模块指标如下：

最大回声消除能力：100 dB

支持的回声空间延迟时间：≤100 ms

该模组通过外部参考信号输入（AECIN 引脚，第26脚）获取喇叭音频，内部自适应滤波器完成回声对消。参考信号可取自主板功放输入端（小信号）或功放输出端（大信号）。若从功放输出端取信号，需串联阻容网络（例如 1 μF 电容与 1 kΩ～10 kΩ 电阻）进行隔离与幅值匹配。

AEC 与 AI 降噪可同时工作，实现降噪后且无回声的语音输出。

3. 波束形成（BF）

AU-60 支持双数字麦克风（PDM 格式）输入，并实现波束形成。波束形成功能包含两种工作模式：

3.1 单波束定向拾音

两个数字麦克风形成一个定向拾音区域。可配置两个参数：

中轴角度：波束指向的中心方向（例如 90°）

拾音范围角度：以中轴为中心的覆盖角度（例如 ±30°，总覆盖 60°）

输出为单声道音频。

3.2 双波束双声道独立输出

两个数字麦克风分别形成独立的波束，每个波束可设置不同的中轴角度与范围。两个声道的音频相互隔离，独立输出。

输出方式：可通过 USB 或模拟输出（MIC OUT / USPKOUT）分别对应左右声道，或通过 I2S 输出双声道数据。

典型用途：双方向独立拾音（如翻译设备、双分区通话），或双通道录音。

波束角度与范围可通过固件定制，不提供出厂固定的参数表。

4. 音频接口与连接方式

AU-60 提供了多类音频接口，可适配不同主机设备：

接口类型	引脚	说明
模拟麦克风输入	16(MIC-), 17(MIC+)	差分/单端电容麦克风，默认固件支持
数字麦克风输入	14(DAT), 15(CLK)	PDM 格式，需对应固件
模拟音频输出	1(MICOUT), 3(USPKOUT)	降噪后音频或下行播放音频，单端输出，最大 1.07 Vrms，输出阻抗 120 Ω
I2S 数字音频	5(LRCK), 6(BCLK), 7(D_IN), 8(D_OUT)	主模式，16 kHz / 16 bit，飞利浦标准对齐
USB 音频	28(D+), 29(D-)	USB 2.0 全速，免驱（UAC 1.0）
SPI 控制	21~24	从模式，外部 MCU 可动态写入寄存器参数

模组同时支持三种 USB 功能模式（不同固件）：

模式 A：MICOUT = 降噪后音频，USPKOUT = USB 播放音频

模式 B：MICOUT / USPKOUT 分别为 USB 立体声左右声道

模式 C：MICOUT / USPKOUT 分别为双数字麦克风左右声道独立输出（此时 USB 播放功能关闭）

5. 硬件参数切换（T1 / T2）

为适应不同拾音距离需求，AU-60 提供 T1（第11脚）和 T2（第9脚）两个硬件选择引脚。默认内部上拉至高电平，通过对地短接可组合四种状态：

T1 状态	T2 状态	拾音距离（通话固件）
高（悬空）	高（悬空）	中距离：0.5 m ~ 2 m
高	低（对地）	近距离：0.1 m ~ 0.2 m
低（对地）	高	远距离：0.5 m ~ 5 m
低	低	超远距离：0.5 m ~ 8 m

在防啸叫扩音固件中，四组参数对应不同的 AI 降噪等级。以上为默认配置，可根据需求重新定义。

6. 电气与环境参数

供电电压（第13脚 +5V）：DC 4.0 V ~ 5.25 V
或（第12脚 3V3）：DC 3.0 V ~ 3.3 V（需两脚同时供电）

静态电流：65 mA ~ 80 mA

模拟输出信噪比（SNR）：105 dB

模拟输出最大幅度：1.07 Vrms

参考信号输入（AECIN）最大幅度：6 Vrms（单端）

工作温度：-20 ℃ ~ +70 ℃（可更换主芯片扩展至 -40 ℃ ~ +85 ℃）

7. 尺寸与封装

外形尺寸：37.5 mm（长）× 16 mm（宽）

半孔焊盘尺寸：长 1.5 mm，宽 0.75 mm

厚度：典型值约 2.5 mm（含器件）

包装：防静电 PVC 吸塑托盘，单盘 24 片，最小包装 240

审核编辑 黄宇