双麦阵列回音消除及降噪模块A-47

一， 产品概述：

A-47 是一款的数字语音处理模块， 可以针对免提全双工通话中的回音问题进行消除（AEC），并具有的环境噪音(ENC)压制功能， 让通话设备获得更好的语音品质。

A-47 模块内置声学处理 DSP 芯片， 可以根据不同产品适配相应的程序， 配合针对性的算法参数， 对全双工通话产品的回音问题， 及拾音记录设备的环境噪音问题，得到很完善的解决。

A-47 具有模拟音频输入输出端口和数字音频输入和输出端口。 可以按模拟及数字信号的需求搭配使用。可以兼容各类音频通话系统。

模块的所有音频信号都支持查分接口，可以尽量减少线路中的各种干扰问题，当主板比较小，射频干扰严重的场合，也可以选择使用数字音频信号连接，杜绝射频干扰问题。

模块支持多种工作模式，主要分为回音消除功能模式及拾音降噪功能模式。两种功能模式又分别对应有近距离，中距离，及远距离三种不同灵敏度程序。模块具有高达 90dB 的回音消除，以及高达 45dB 的环境噪音压制， 同时基于单芯片 DSP 处理器， 整体功耗低于 25mA ，可以减少便携移动产品的功耗负担。

模块端口采用半孔焊盘的设计，体积小巧（长 23mm,宽 20mm）。在已成型的产品中，可以通过转接板快速接入；而在新产品设计时，则可以按模块尺寸图，直接做焊盘形式焊接在系统板上，方便各类产品的设计生产使用。

二， 应用领域：

主要应用各类音频通话产品，安防监控，楼宇通话，会议设备，远程报警等等。能方便快捷的与各类音频拾取系统连接。

※ 智能小区，别墅门禁，智能家居通话对讲系统。※ 车载蓝牙通话系统，车载语音识别智能设备。※ 智能远程多媒体教育通话系统。

※ 呼叫报警系统，银行客服通话系统。

※ 录音笔，采访记录设备，摄像机，录音机，监控拾音设备。※ IPC摄像头设备，可视门铃设备。

※ 笔记本产品，平板电脑，智能手机，对讲机产品。※ 停车场/公共场所的门卡，自助服务系统的通话对讲。※ 家用带通话， 监护通话，老人小孩，宠物监护仪等产品。※ 智能语音控制，语音识别系统，及智能交互设备。※ 监狱/医院呼叫服务通话系统。

※ 电梯、企业写字楼、生产车间等广播对讲/监听系统。※ 安防通话产品，会议通话设备。

三， 外形框图

图一： 模块外形及接口示意图

四， 模块脚位定义说明：

五， 模块电气性能指标：

※ 输入电压：直流+4V～+6.5V (特殊模式下，可以直接用后级主板的 3.3V 供电) ※ 工作电流： 22-25mA

※ 模拟麦克风输入端口阻抗 15KΩ， 单端输入信号大幅度 1.4Vpp，差分为 2.8Vpp。※ 数字麦克风格式为 PDM(数字麦克风模式,可以设置双麦降噪加消回音二合一固件). ※ MIC OUT 模拟音频输出端口阻抗 10KΩ，输出幅度 2.4Vpp

※ SPK IN 模拟参考音频输入端口阻抗 60KΩ， 单端输入信号大幅度 1.4Vpp，差分为

2.8Vpp

※ 麦克风录音拾取范围:10cm-500cm(高灵敏麦克风可以 1000cm). ※ 回音消除指标:90db（结构合理佳状态）

※ 可消除回音空间延迟时间:100mS ※ 佳状态,有效降噪指标： 45dB ※ 工作温度： -25 度～70 度

※ 工作湿度:相对湿度小于 90%

六， 模块尺寸规格

图二： 半圆焊盘长为 1.5mm 宽为 1mm

七， 设计应用示意图（共计 10 种搭配方式选用） :

1， 消回音模式单电容麦克风连接方式（模式 1：模拟麦克风输入+模拟音频输出）

图三： 单电容麦克风应用连接图 a（消回音模式）

麦克风选用驻集体电容麦克风,接在主麦 MIC0 的正负脚位上.麦克风的灵敏度常规推荐选用-42 dB,如果产品体积比较小，为消回音的效果，麦克风灵敏度可以选用更低灵敏度，而产品体积比较大，则可以选择更高灵敏度的咪头。

麦克风的信号经过 DSP 处理后,从 MIC_OUT 端口差分输出,此差分信号可以连到下系统主板的 MIC 输入或 LINE IN 端口上，如果下的 MIC 输入或 LINE IN 是单端方式，也可以吧 A-47 模块的 MIC_OUT_N 悬空或接地，只把 MIC_OUT_P 接入后级的信号输入端即可。

A-47 的 SPK_IN 为消回音参考信号的差分输入端口,可以根据需要消回音设备的功放芯片类型， 接在功放的音频输出或功放音频输入端。 (请注意此信号幅度不能太大，建议单端信号幅度不能超过 500 毫伏，因此需要注意通过电阻进行衰减分压在接入)

此连接方式可对应的程序有：

a, 远距离消回音降噪程序（默认版本名称：远距离 AEC） b, 中距离消回音降噪程序

c, 近距离消回音降噪程序

2， 消回音模式单电容麦克风连接方式（模式 2： 单模拟麦克风输入+数字麦信号 PDM 输出）

图四：单电容麦克风应用连接图 b（消回音模式）

麦克风选用驻集体电容麦克风,接在主麦 MIC0 的正负脚位上.麦克风的灵敏度常规推荐选用-42 dB,如果产品体积比较小，为消回音的效果，麦克风灵敏度可以选用更低灵敏度，而产品体积比较大，则可以选择更高灵敏度的咪头。

麦克风的信号经过 DSP 处理后,从数字音频 MOD 端口输出,此数字信号可以连接到下系统主板的数字麦克风输入端口。

后级系统主板的 PDM 数字麦克风端口一般会提供 4 个接口，分别是DAT, CLK, 3.3V， GND 等，可以与 A-47 模组的 11,12,13,14 这四个端口对应连接，这样既解决了数字音频的传输， 同时给 A-47 提供了工作电压，而不需要再提供 5V 供电。

A-47 的 SPK_IN 为消回音参考信号的模拟信号差分输入端口,可以根据需要消回音设备的功放芯片类型，接在功放的音频输出或功放音频输入端。 (请注意此信号幅度不能太大，建议单端信号幅度不能超过 500 毫伏，因此需要注意通过电阻进行衰减分压在接入)

此连接方式可对应的程序有：

a, 远距离消回音降噪程序（默认版本名称：远距离 AEC-DOUT） b, 中距离消回音降噪程序

c, 近距离消回音降噪程序

3， 降噪模式单电容麦克风连接方式（模式 3：单模拟麦克风输入+模拟音频信号输出）

图五：单电容麦克风应用连接图 c（降噪模式）

麦克风选用驻集体电容麦克风,接在主麦 MIC0 的正负脚位上.麦克风的灵敏度常规推荐选用-42 dB,在不同距离程序下，会有不同的拾音距离及降噪作用。

此模式为纯降噪模式，麦克风的信号经过 DSP 处理后,从 MIC_OUT 端口差分输出,此差分信号可以连到下系统主板的 MIC 输入或 LINE IN 端口上，如果下的 MIC 输入或 LINE IN 是单端方式，也可以吧 A-47 模块的 MIC_OUT_N 悬空或接地，只把MIC_OUT_P 接入后级的信号输入端即可。

单麦克风降噪模式，针对稳定有规律的噪音进行处理，比如空调声，风扇声，马达声，吸尘器工作声，汽车轰鸣，地铁火车行驶的轰鸣声，都可以有效压制。

此连接方式可对应的程序有：

a, 远距离拾音降噪程序（默认版本名称： ENC 远距离 2M） b, 中距离拾音降噪程序

c, 近距离拾音降噪程序

4， 降噪模式双电容麦克风连接方式（模式 5：双模拟麦克风输入+模拟信号输出）

图六：双电容麦克风应用连接图 a（降噪模式）

麦克风选用驻集体电容麦克风,分别接在 MIC0 和 MIC1 的正负脚位上（注意 2 个麦克风不能靠在一起，距离要在 6cm 以上，且朝向不一致。

MIC0 为主麦克风，灵敏度常规推荐-42 dB,在不同距离程序下，会有不同的拾音距离及降噪作用，如果需要更远拾音距离，请选用高灵敏的麦克风。

MIC1 为降噪付麦克风，此麦克风的声音仅作为降噪参考使用，拾取的音频不会输出，此麦克风的灵敏度高低，会决定降噪效果的高低，以及影响主麦克风的拾音范围。

此模式为纯降噪模式，麦克风的信号经过 DSP 处理后,从 MIC_OUT 端口差分输出,此差分信号可以连到下系统主板的 MIC 输入或 LINE IN 端口上，如果下的 MIC 输入或 LINE IN 是单端方式，也可以吧 A-47 模块的 MIC_OUT_N 悬空或接地，只把MIC_OUT_P 接入后级的信号输入端即可。

双麦克风降噪模式，除了对稳定有规律的噪音进行处理，比如空调声， 风扇声，马达声，吸尘器工作声，汽车轰鸣，地铁火车行驶的轰鸣声等噪音，还可以在付麦克风合理的摆位下，对主主麦克风周边一定范围内的各种声音进行压制，比如旁边人的说话声，喧闹声，脚步声，拍打声等等。

此连接方式可对应的程序有：

a, 远距离拾音降噪程序（默认版本名称： ENC 远距离 2M） b, 中距离拾音降噪程序

c, 近距离拾音降噪程序

5， 降噪模式单电容麦克风连接方式（模式 6： 单模拟麦克风输入+数字麦信号 PDM 输出）

图七：单电容麦克风应用连接图 d（降噪模式）

此模式是在单麦克风消回音并数字音频输出的基础上，稍变换使用的一种方式。

麦克风选用驻集体电容麦克风,接在主麦 MIC0 的正负脚位上. 麦克风的灵敏度常规推荐选用-42 dB,在不同距离程序下，会有不同的拾音距离及降噪作用

麦克风的信号经过 DSP 处理后,从数字音频 MOD 端口输出,此数字信号可以连接到下系统主板的数字麦克风输入端口。

后级系统主板的 PDM 数字麦克风端口一般会提供 4 个接口，分别是DAT, CLK, 3.3V， GND 等，可以与 A-47 模组的 11,12,13,14 这四个端口对应连接，这样既解决了数字音频的传输，同时给 A-47 提供了工作电压，而不需要再提供 5V 供电。

单麦克风降噪模式，针对稳定有规律的噪音进行处理，比如空调声，风扇声，马达声，吸尘器工作声，汽车轰鸣，地铁火车行驶的轰鸣声，都可以有效压制。

此连接方式可对应的程序有：

a, 远距离拾音降噪程序（默认版本名称： ENC 远距离 2M-DOUT） b, 中距离拾音降噪程序

c, 近距离拾音降噪程序

6， 降噪模式双电容麦克风连接方式（模式 7：双模拟麦克风输入+数字麦信号 PDM 输出）

图八：双电容麦克风应用连接图 b（降噪模式）

此模式是在双麦克风消回音并数字音频输出的基础上，稍变换使用的一种方式。

麦克风选用驻集体电容麦克风,分别接在 MIC0 和 MIC1 的正负脚位上（注意 2 个麦克风不能靠在一起，距离要在 6cm 以上，且朝向不一致。

MIC0 为主麦克风， 麦克风的灵敏度常规推荐选用-42 dB,在不同距离程序下，会有不同的拾音距离及降噪作用。

MIC1 为降噪付麦克风，此麦克风的声音仅作为降噪参考使用，拾取的音频不会输出，此麦克风的灵敏度高低，会决定降噪效果的高低，以及影响主麦克风的拾音范围。

主麦克风的信号经过 DSP 处理后,从数字音频 MOD 端口输出,此数字信号可以连接到下系统主板的数字麦克风输入端口。

后级系统主板的 PDM 数字麦克风端口一般会提供 4 个接口，分别是DAT, CLK, 3.3V， GND 等，可以与 A-47 模组的 11,12,13,14 这四个端口对应连接，这样既解决了数字音频的传输，同时给 A-47 提供了工作电压，而不需要再提供 5V 供电。

此双麦克风降噪效果与模式 5 相同，除了可以压制稳态噪音，可以压制非稳态噪音。

此连接方式可对应的程序有：

a, 远距离消回音降噪程序（默认版本名称：远距离 AEC-DOUT） b, 中距离消回音降噪程序

c, 近距离消回音降噪程序

7， 降噪模式单数字麦克风连接方式（模式 8：单数字麦克风输入+数字麦信号 PDM 输出）

图九：单数字克风应用连接图 a（降噪模式）

此模式是纯数字输入输出方式，方便部分客户在强干扰环境下使用，可以避免因射频电路的干扰，而出现杂音等现象。

麦克风选用数字麦克风，信号格式为 PDM，单麦克风模式时，请把麦克风的选择脚设置为右声道，接在模块的 14,15,16,17 四个端口，分别为 3.3V, GND， CLK, DAT。

数字麦克风的灵敏度常规推荐选用-29dBFS,在不同距离程序下，会有不同的拾音距离及降噪作用.(比如在选用-22dBFS 的规格时，远距离程序可以达到 10 米拾音距离)

数字麦克风的信号经过 DSP 处理后,从数字音频 MOD 端口输出,此数字信号可以连接到下系统主板的数字麦克风输入端口。

后级系统主板的 PDM 数字麦克风端口一般会提供 4 个接口，分别是DAT, CLK, 3.3V， GND 等，可以与 A-47 模组的 11,12,13,14 这四个端口对应连接，这样既解决了数字音频的传输，同时给 A-47 提供了工作电压，而不需要再提供 5V 供电。

单麦克风降噪模式，针对稳定有规律的噪音进行处理，比如空调声，风扇声，马达声，吸尘器工作声，汽车轰鸣，地铁火车行驶的轰鸣声，都可以有效压制。

此连接方式可对应的程序有：

a, 远距离拾音降噪程序（默认版本名称： ENC 远距离 2M-DIN-DOUT） b, 中距离拾音降噪程序

c, 近距离拾音降噪程序

8， 降噪模式双数字麦克风连接方式（模式 9：双数字麦克风输入+数字麦信号 PDM 输出）

图十：双数字麦克风应用连接图 a（降噪模式）

此数字输入输出模式下，采用 2 个数字麦克风，分别设置为左右声道，默认右声道的麦克风声音会输出，左声道麦克风仅作为降噪参考使用。 2 个数字麦克风摆位时，请注意不要摆在一起，距离不能小于 6CM，朝向不能一致。

麦克风选用信号格式为 PDM 的数字麦克风， 在使用时， 把 2 个麦克的 4 个功能脚都并联，再接在模块的 14,15,16,17 四个端口，分别为 3.3V, GND， CLK, DAT。

右声道数字麦克风的灵敏度常规推荐选用-29dBFS,在不同距离程序下，会有不同的拾音距离及降噪作用.(比如在选用-22dBFS 的规格时，远距离程序可以达到 10 米拾音距离)，左声道麦克风可以根据拾音距离的需要，而选择不同灵敏度规格。

数字麦克风的信号经过 DSP 处理后,从数字音频 MOD 端口输出,此数字信号可以连接到下系统主板的数字麦克风输入端口。

后级系统主板的 PDM 数字麦克风端口一般会提供 4 个接口，分别是DAT, CLK, 3.3V， GND 等，可以与 A-47 模组的 11,12,13,14 这四个端口对应连接，这样既解决了数字音频的传输，同时给 A-47 提供了工作电压，而不需要再提供 5V 供电。

双麦克风降噪模式，除了对稳态噪音进行处理，还可以对非稳态噪音进行很好的压制。

此连接方式可对应的程序有：

a, 远距离拾音降噪程序（默认版本名称： ENC 远距离 2M-DIN-DOUT） b, 中距离拾音降噪程序

c, 近距离拾音降噪程序

9， 特别模式双模拟麦克风连接方式（模式 10：双模拟麦克风输入+数字麦信号 PDM 输出）

图十一：双电容麦克风应用连接图 c（降噪+消回音模式）

此模式实际上是模式 3 及模式 7 的基础上， 变通使用方式，在某些情况下， 既需要消回音又需要双麦降噪功能，或板子走线不方便， 或者为纯降噪程序时，这些都需要增加消回音功能的情况下，可以按此方式连接参考信号而获得通话消回音功能。

2 个驻极体电容麦克风按常规方式选择即可，主麦克风 MIC0 的声音会从 MOD 输出，而付麦克风 MIC1 作为降噪参考使用，并且可以吧常规接在 SPK IN 的消回音参考信号接在 MIC1的 2 个正负端口，实现消回音功能。

对于消回音参考信号的要求，请按前面几个消回音模式中，对采集的信号幅度进行衰减设置。

此连接方式可对应的程序有：

a, 远距离拾音降噪程序（默认版本名称： ENC 远距离 2M-DOUT） b, 中距离拾音降噪程序

c, 近距离拾音降噪程序

10， 特别模式双模拟麦克风连接方式（模式 11：双模拟麦克风输入+模拟音频输出）

图十二：双电容麦克风应用连接图 d（降噪+消回音模式）

此模式实际上是模式 5 的基础上，变通使用方式，在某些情况下，既需要消回音又需要双麦降噪功能，或板子走线不方便，或者为纯降噪程序时，这些都需要增加消回音功能的情况下，可以按此方式连接参考信号而获得通话消回音功能。

2 个麦克风选用和摆位，以及信号的输入和输出路径，按模式 5 的方式参考即可，从而可以获得模式 5 的双麦克风降噪效果，同时还可以满足用于通话产品的回音消除功能。

对于消回音参考信号的要求，请按前面几个消回音模式中，对采集的信号幅度进行衰减设置。

此连接方式可对应的程序有：

a, 远距离拾音降噪程序（默认版本名称： ENC 远距离 2M）

b, 中距离拾音降噪程序

c, 近距离拾音降噪程序

八， 模块音频参数指标及时间特性指标

回音消除以及降噪详细指标说明

九， 设计应用说明

1， 模块工作条件， PIN 脚 4, 20 为模块的供电脚，其中 4 脚电压范围为 4-6.5V， 20 脚为 3.3V， 2 个供电引脚为二选一方式。

2， 模块的 5， 6 脚为 SPK_IN 信号的差分输入端， 7， 8 脚为 MIC_OUT 信号的差分输出端。差分信号的使用可以更好的防止线路干扰，如果后不是差分接口，则也可以选用单端连接的方式，即选用 5 脚 SPK_IN 的 P 端，和 7 脚 MIC_OUT 的 P 端， 6,8 脚则可以悬空或接地。

3， 模块 5,6 脚的 SPK_IN 信号为回音消除的参考信号输入端，常规建议是接在产品的功放输出端口，连接参考线路如下（电阻阻值 10K 固定， 2K 电阻可根据实际效果改动）

图十三： （接在 AB 类功放输出差分端口示意图）

如功放为 D 类功放，或者功放功率或电压比较高，则建议把这个参考信号接在功放的输入端或系统的 DAC 输出端口，连接参考线路如下

图十四： （接在 D 类功放输入差分端口示意图）

在部分系统主板上， D 类功放无法找到音频信号的输入端，而不得不在功放的输出端连接参考信号时，可以通过阻容滤波方式， 设置一个方波转正弦波电路，尽量让功放输出的波形为消回音需要的方式。连接参考线路如下

图十五： （接在 D 类功放输出差分端口示意图）

上图的 L1， L2 及 C1， C2 可根据实际喇叭规格而设置， 8 欧喇叭时 L 取值 22uH,C 取值 1uF， 4 欧喇叭时， L 取值 15uH, C 取值 2.2uF，

4， 模块的 7， 8 脚为 MIC_OUT 信号的差分输出端， 此信号为主麦 MIC0 的信号，经过消回音和降噪处理之后的模拟音频信号。 此信号接到下的 MIC IN 电路，因此需要考虑好此处的阻抗匹配问题，以减小音频信号在传输中的失真。

5， 在近距离双麦降噪模式中， 通过双麦的摆放，可以形成有效的拾音束，也就波束成型功能，在拾音波束范围内的声音可以保留，波束之外的声音被大屏蔽，在不同灵敏度的主次麦克风配合下，对稳态和非稳态噪音都有明显压制效果，有效压制噪音可以达到 90dB。

6， 在远距离程序中，付麦克风的作用不明显，因此双麦模式建议使用在中距离及近距离程序中，在安装摆放时， 2 个麦克风要求朝向不一致，尽量互相远离，让主麦克风 MIC0 对着说话人的嘴部，而次麦克风 MIC1 对着噪音源方向。

7， 特别要说明一下，主次麦克风的灵敏度可以根据使用环境及产品要求，而选择不同灵敏度型号进行搭配使用。比如环境噪音比较严重，对降噪要求比较强，则次麦 MIC1 可以选择比主麦 MIC0 灵敏度高一些，这样次麦克风可以尽量的多拾取到噪音源，从而在降噪时，可以吧更多的噪音过滤。但任何方式下，都要注意，为了大主说话人的声音流畅，让主次麦克风拾取到的主说话人声音有一个差值，这个差值越大越好。

8， 近距离双麦克风的摆位决定降噪效果的好与坏，下图产品的双麦摆放可以作为参考评估。

图十六： 耳麦产品的双麦降噪摆放图例

图十七： 手机，对讲机等便携产品的双麦降噪摆放图例

9， 7， 8 脚不支持直接驱动喇叭和耳塞，在测试中， 如果需要听到麦克风的声音，需要增加运放或功放等放大电路。

十， 包装信息

1,模块为防静电 PVC 吸塑托盘包装，单托盘尺寸为： 323mm*137mm*10mm 2,每托盘装载数目为 18PCS，十托盘为一个小包装，小包装为 180PCS。

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