news 2026/7/18 18:26:53

双模拟麦架构下AI降噪与100dB回音消除的工程实现

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张小明

前端开发工程师

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双模拟麦架构下AI降噪与100dB回音消除的工程实现

一、背景与痛点

在楼宇对讲、车载免提、会议终端等全双工通话设备里,麦克风与扬声器通常共处同一腔体,扬声器播放的远端语音会经声学路径耦合回麦克风,形成声学回波。当喇叭音量达到 90dB 以上、麦克风距离扬声器小于 6cm 时,回波能量远超近端人声,传统线性自适应滤波(NLMS)难以收敛,残留回响严重;同时环境噪声(风扇、空调、鸣笛)进一步掩蔽语音,导致对端听感浑浊、识别率下降。如何在紧凑机身内同时压制回波与非稳态噪声,是此类设备量产前必须解决的核心问题。

二、技术原理

AU-48 采用双模拟麦克风输入(MIC0/MIC1),内置专业 DSP,将 AI 降噪(AI ENC)与回声消除(AEC)链路级联处理。AEC 以 SPK IN 参考信号(单端 30kΩ,最大 1.5Vrms)作为远端参考,通过自适应滤波估计声学回授路径并从麦克风信号中扣除,消除耦合回波;AI ENC 随后基于深度学习模型对非人声噪声进行谱估计与压制。两路麦克风信号经前端增益后进入处理链,输出端口提供 MICOUT1(与 A-47 中距离幅度兼容,便于替换升级)与低阻抗 MICOUT2(可直驱耳机);USB 模式下 U-SPK 端口输出 105dB SNR 的播放音频,并支持免驱接入 WIN/安卓/MAC/LINUX。

三、核心算法分析

  • 回音消除:100dB 深度 AEC,空间延迟容忍达 100ms。在结构合理状态下,喇叭音量 100dB、麦克风距喇叭 <6cm 仍可完全消除回波,适配紧凑型一体化机身。
  • AI 降噪:AI ENC 噪声压制 45–90dB,针对风扇、空调、敲击、汽车鸣笛等非稳态噪声建模,保留近端人声谐波结构。
  • 拾音距离调校:通过 T1/T2 端口电平组合分四档设定拾音距离——中距离 0.5–2m(默认低电平)、近距离 0.1–0.2m、远距离 0.5–5m、超远距离 0.5–8m,覆盖从贴嘴对讲到远场喊话的多场景。
  • 电气特性:静态电流 65–80mA,MIC 输入阻抗 30kΩ、最大 1Vrms;MIC OUT2 输出 SNR 105dB、最大 1.07Vrms;工作温度 −20℃~70℃;封装 23mm×20mm 邮票半孔 SMT,可平替 A-47。

四、典型应用

该模组面向楼宇对讲室内机、车载蓝牙免提、会议终端、安防监控拾音、对讲机、录音笔、智能工牌及双分区通话设备。USB 免驱模式下支持播放/暂停、停止、音量加减、静音、MIC 静音共 6 个功能按键,无需额外驱动即可被消费类终端直接识别,降低集成门槛。

五、选型小结

对于仅采用模拟麦克风、需要快速替代 A-47 且强调小尺寸与高回波抑制的紧凑型设备,AU-48 在 23mm×20mm 封装内提供 100dB AEC 与 45–90dB AI 降噪,并以 MICOUT1 兼容 A-47 幅度、U-SPK 提供 USB 播放输出,是紧凑型全双工通话模组的务实选择。需注意其仅支持双模拟麦克风输入,若系统采用数字麦克风方案,应改选 AU-60 或 A-59F 等支持 PDM/I2S 的型号。

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