做机器人研发的工程师一定踩过这些音频大坑: 电机 / 风扇轰鸣盖过人声、喇叭一开就啸叫、远近喊话识别落差巨大、主控算力被降噪算法吃光、模拟 / 数字 / USB 多套音频方案要分开打样…… 今天给大家拆解芯慧创 AU-60 全功能 AI 语音 DSP 模组,硬件集成 AI 降噪、100dB 消回音、双麦波束拾音,USB / 模拟 / I2S/SPI 四通道全覆盖,单颗 SMT 邮票孔模组,一站式抹平服务、工业、人形、巡检机器人的所有音频开发难题。

一、四大硬核声学算法,根治机器人交互通病

1. AI ENC 多级智能降噪,机器人自身噪音一键清零

市面普通拾音模块只能简单滤除稳态噪音,AU-60 内置硬件级 ENC 降噪引擎,降噪幅度最高可达 90dB,针对性压制机器人专属噪声:

  • 机身电机运转、风扇气流风噪、外壳震动敲击声;
  • 室内空调、电视杂音,户外车流、金属碰撞、麦克风风噪; 全程硬件 DSP 独立运算,不占用机器人主控 CPU 算力,低端 MCU / 安卓主板也能实现纯净人声拾取,嘈杂商场、车间、井下环境唤醒识别率大幅提升。

2. 100dB 深度 AEC 全双工消回音,告别 “机器人说话听不到人”

机器人普遍麦与喇叭近距离布局、播报音量大,极易出现回音啸叫、对话断连。AU-60 支持最高 100dB 回音抑制,兼容 100ms 空间音频延迟: ✅ 机器人讲解、循环播报、远程喊话时,用户可随时打断提问; ✅ 无需额外增加隔音结构,节省整机结构开模成本; ✅ 支持功放输入端 / 输出端两种参考信号取法,配套标准阻容匹配电路,硬件工程师直接抄板。

3. BF 双波束定向拾音,精准锁定目标说话人

双 PDM 数字麦克风模式下,模组提供两种波束固件,适配不同机器人交互场景:

  1. 单波束单输出(60° 定向) 拾音中轴默认 90° 正前方,过滤左右、后方无关人声,导购、人形陪伴机器人专用,只拾取正面用户指令;
  2. 双波束双独立声道输出 左右双向分离拾音,两路音频互不串扰,展厅双工位导览、双通道录音、智能翻译机器人专用,两套声源分开识别互不干扰。

4. 四档硬件切换拾音距离,一款模组适配全产品线

无需重新烧录固件,仅通过 T1/T2 引脚高低电平组合,4 种拾音距离自由切换,一套硬件覆盖公司全部机器人机型:

表格

T1 电平 T2 电平 拾音距离 适配机器人品类
0.5~2m 酒店 / 政务导购机器人
0.1~0.2m 桌面人形、陪护教育机器人
0.5~5m 大厅巡检、展厅讲解机器人
0.5~8m 矿山、园区、户外安防机器人

硬件预留 0 欧电阻焊盘,生产时贴片切换档位,不用改板、不用换物料,极大简化产品迭代。

二、全兼容硬件接口,适配所有机器人主控方案

很多项目前期主控方案未定,模拟、I2S、USB 方案各做一套音频板,物料、打样、调试成本翻倍。AU-60 集成全类型音频端口,10 种标准硬件连接模式,任意主控即插即用:

1. USB 免驱音频(模式一)

引脚 27~30 引出 USB 差分信号,Windows / 安卓 / Linux 全系统免驱,分 3 种固件模式: ① 默认:降噪麦输出 + 喇叭播放输出; ② 立体声模式:左右声道音频输出; ③ 双麦双通道:双波束独立音频输出; 适配巡检机器人远程后台对讲、便携教育机器人。

2. 模拟音频输入输出(模式二 / 五 / 八)

MICOUT 降噪模拟输出、USPKOUT 下行播放、AEC 回音参考输入,自带板载 DAC/ADC,低成本机器人无需外挂音频芯片,驻极体模拟麦直接接入,快速落地。

3. I2S 数字音频收发(模式三 / 四 / 六 / 七 / 九)

标准 16kHz/16bit 飞利浦 I2S 主模式,LRCK/BCLK/D_IN/D_OUT 完整引脚;拆除模组 R1 电阻即可实现双向数字音频传输,抗电磁干扰,适合高端人形、工业机器人长距离音频走线。

4. SPI 实时动态调参端口(进阶开发必备)

SPI_CS/SPI_CLK/SPI_MOSI/SPI_MISO 完整控制总线,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;
  • 适配机器人移动场景:靠近自动切近距离模式,进入车间自动拉满降噪; 定制化声学效果不用反复更换固件,软件实时调节,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 30mA 最大 3.3V 给数字麦供电;量产建议外部 3.3V 独立供电,规避 LDO 短路损坏风险。

三、小型化工业级硬件设计,适配机器人紧凑机身

  1. 邮票孔 SMT 贴片封装 尺寸仅 37.5mm×16mm,半孔焊盘长 1.5mm、宽 0.75mm,可直接贴装在机器人主控主板,无需额外子板,完美适配人形机器人狭小头部空间、小型巡检机身。
  2. 宽温稳定运行 标准规格工作温度 - 20℃~70℃;更换主芯片可升级工业级 - 40℃~85℃,冷库、井下、高温配电室特种机器人稳定 7×24 小时不间断工作。
  3. 低功耗静态设计 静态工作电流仅 65~80mA,内置稳压电路,支持 4~5.25V(5V 主电源)、3~3.3V 双电压输入,适配机器人锂电池供电系统。

四、研发工程师实打实的降本增效优势

1. 砍掉自研声学算法工作量

降噪、AEC、波束拾音全部硬件 DSP 固化,不用移植复杂音频算法,零基础音频工程师也能快速落地语音交互,研发周期缩短 60%。

2. 统一物料,减少库存 SKU

一款模组覆盖家用、商用、工业全系列机器人,不用分别采购模拟、数字、USB 多款语音模块,供应链管理成本大幅降低。

3. 官方全套参考电路直接复用

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,不用反复试错调试。

4. 固件可灵活定制

单麦降噪、双麦单波束、双麦双声道、USB 立体声多种固件可选,波束角度、拾音距离、降噪强度均可按需定制,匹配产品专属交互逻辑。

五、细分机器人落地场景一览

  1. 商用服务机器人(导购 / 酒店 / 政务) 双麦 60° 定向拾音,5 米远距离清晰收音,全双工无啸叫循环讲解,USB 直连安卓主板快速量产;
  2. 工业巡检 / 矿山机器人 90dB 极限降噪压制机械轰鸣,8 米超远拾音,工业宽温版本适配井下高温低温环境;
  3. 人形 / 家用教育机器人 近距离档位适配 0.1~0.2 米人机对话,过滤家电底噪,低成本模拟麦方案控制整机 BOM;
  4. 安防巡逻 / 特种呼叫机器人 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、车流噪音;
  5. 双分区翻译 / 双通道录音设备 双波束独立双输出,两路音频物理隔离无串音,满足双人同时交互需求。

结尾

做机器人语音交互,不用再在算法、硬件、结构之间反复妥协。AU-60 把拾音、降噪、消回音、定向波束全部集成到一枚小型 SMT 模组,一套硬件兼容全方案,从研发调试到批量生产全方位减负。

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