在会议记录、智能翻译、双分区通话、智能工牌等场景中，系统不仅需要“听清”人声，更需要“分清”不同方向或区域的说话人，并将他们输出为独立音频通道。这种能力可称为角色分离或声源方向分离。AU-60作为一款集合USB、AIENC、AEC、BF等功能的语音处理模组，通过双数字麦克风与双波束定向拾音技术，为角色分离提供了一套高集成度、易嵌入的硬件方案。

一、角色分离的硬件基础：双数字麦克风与PDM接口

AU-60支持模拟麦克风和数字麦克风双模式，不同固件下可切换。角色分离场景通常选用双数字麦克风模式。模组第14脚DAT和第15脚CLK为数字麦克风PDM数据与时钟端口，第19脚可输出3.3V为数字麦克风供电，但规格书特别提示：该3.3V输出电流建议不超过30mA，若外部电源可提供3.3V，优先使用外部供电，以降低LDO损坏风险。

规格书推荐使用双数字麦克风板DMIC-22-6，双麦间距默认约6cm，PDM格式。双麦间距和一致性是波束形成的基础，合理的间距有助于提升定向拾音边界清晰度。

二、核心机制：双波束定向拾音与双通道独立输出

AU-60的波束定向拾音有两个关键角度：中轴角度与拾取范围角度。中轴角度决定波束中心朝向，例如90度表示两个数字麦克风中间垂直方向；拾取范围角度决定波束覆盖区域，例如以90度为中心、两侧各30度，形成60度拾音区域。这些角度均可通过固件参数调整。

在双数字麦克风模式下，AU-60可提供两种波束类型：

1. 双麦单波束单输出：两个麦克风协同形成一个波束，中轴如90度，拾取范围60度，输出单通道音频。

2. 双麦双波束双输出：两个麦克风两端各形成一个独立波束，例如中轴0度和180度，分别拾取两个方向的声音，并输出两路独立音频信号。两路声道互不串音，定向拾音边界更清晰，对不需要的噪音及人声抑制更精准。

这正是角色分离的核心：通过双波束将不同方向/区域的说话人分离到两个独立通道，后端系统可分别处理、录音或传输。

三、工作模式与连接方式

规格书第18页给出了角色分离的典型模式——模式十：双数字麦克风输入+双波束独立定向拾音+双模拟独立输出音频连接通话方式。该模式为特殊固件版本，MICOUT（第1脚）和USPKOUT（第3脚）分别输出降噪后的麦克风音频1和音频2，接入后端主板的LINE_IN1/MIC_IN1和LINE_IN2/MIC_IN2，形成差分双声道输入。两路输出对应两个独立波束，实现角色分离。

若系统需要USB接口，也可参考第7页USB模式第三种功能定义：MICOUT和USPKOUT分别是双数字麦克风输入后，左右声道独立输出。该模式下会关闭USB播放输出，需不同固件实现。

对于纯数字音频系统，AU-60还提供I2S接口：第5脚LRCK、第6脚BCLK、第7脚D_IN、第8脚D_OUT。默认格式为采样率16kHz、位深16bit、飞利浦标准对齐、主模式，LRCLK=16kHz，BCLK=512kHz。双波束分离后的音频可通过I2S数字输出，避免模拟传输干扰，保证信噪比。

四、AI降噪与AEC的协同

角色分离并不意味放弃降噪和消回音。AU-60具备AIENC拾音降噪，可压制风扇、空调、敲击、鸣笛、金属掉落等噪声，甚至拍打麦克风、风直吹麦克风等极端噪声，只保留人声。同时，AEC可消除高达100dB的喇叭回音，可消除回音空间延迟100mS，保持全双工流畅度。在角色分离通话设备中，若需全双工对讲，仍需将功放参考信号接入AECIN（第26脚）。参考信号可从功放输入端直接取值，或从功放输出端经C1、R1阻容隔离与幅值匹配后接入。常规5W以下功放，C1可取1uF，R1取10K。

五、参数配置与动态调节

AU-60预留T1（第11脚）、T2（第9脚）工作参数选择端口。默认悬空为高电平，中距离参数（拾音0.5-2米）。通过对地0欧电阻可组合：

• T1高、T2低：近距离0.1-0.2米；

• T1低、T2高：远距离0.5-5米；

• T1低、T2低：超远距离0.5-8米。

在防啸叫扩音模式下，四组参数对应AI降噪等级区别。角色分离应用可根据波束方向、房间大小、麦克风间距重新编辑参数，需与工程人员确认定制固件。

此外，SPI端口（第21-24脚）支持外部MCU接入。AU-60上电约2秒后进入工作状态，外部MCU延迟1秒后可写入寄存器参数，动态调整模组工作效果。主芯片SPI为从模式，具体时序和地址需咨询工程人员。

六、设计要点与注意事项

1. 模拟输出匹配：MICOUT和USPKOUT输出幅度有效值1.07Vrms，输出阻抗120Ω，信噪比105dB。若后端为小信号输入，需增加阻容分压电路，R1可选1K-10K，C1、R2可选。差分连接时，正负极都建议加入阻容匹配，防止削顶爆音。

2. 数字麦克风供电：优先外部3.3V供电，若使用第19脚输出，务必避免短路，负载不超过30mA。

3. 电源与功耗：支持第13脚+4V~+5.25V或第12脚+3V~+3.3V输入，静态电流65-80mA。使用3.3V输入时，第13脚也需同时输入3.3V。

4. 尺寸与安装：模组尺寸37.5mm×16mm，邮票半孔封装，半孔焊盘长1.5mm、宽0.75mm，适合SMT嵌入主板。

5. 固件差异：双波束双输出、USB左右声道独立输出、USPKOUT作为MIC输出等均需特殊固件，选型时需明确备注。

七、典型应用

AU-60的双波束角色分离能力适用于：智能工牌、双分区翻译设备、双定向拾音设备、双通道独立录音设备、双通道独立拾音通话设备、会议设备、远程教育、采访记录、安防通话等。尤其适合需要区分两个方向说话人、防止声道串音的产品。

总结

AU-60通过双数字麦克风PDM接口、双波束定向拾音、双通道独立输出，将角色分离所需的硬件与算法集成在37.5mm×16mm的小型模组中。配合AIENC降噪、100dB AEC消回音、I2S数字音频、T1/T2参数切换和SPI动态调节，AU-60为角色分离类音频产品提供了简洁高效的嵌入方案。实际设计中，建议提前与业务及工程人员确认固件版本、波束角度、输出模式和参数配置，以充分发挥其双波束角色分离性能。

AU60模组规格书