在免提通話設(shè)備中，喇叭輸出音量較大且麥克風(fēng)與喇叭結(jié)構(gòu)緊湊時(shí)，回聲消除（AEC）面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。AP-0316語(yǔ)音處理模組規(guī)格書(shū)標(biāo)稱其AEC模塊可消除最高100dB的喇叭回音，并支持最長(zhǎng)100ms的回聲延遲補(bǔ)償。本文基于該規(guī)格書(shū)，從技術(shù)角度分析此類場(chǎng)景下的回聲特性及模組的應(yīng)對(duì)機(jī)制。

一、大音量+緊湊結(jié)構(gòu)的回聲特性

當(dāng)喇叭播放音量達(dá)到90~100dB SPL，且麥克風(fēng)距離喇叭僅數(shù)厘米（例如可視門鈴、車載免提、智能音箱），麥克風(fēng)拾取到的回聲信號(hào)幅度可能接近甚至超過(guò)人聲直接信號(hào)。此時(shí)回聲具有以下特點(diǎn)：

幅度大：回聲能量可達(dá)60~70dB SPL，需要高消除能力的AEC。

延遲短：聲學(xué)路徑長(zhǎng)度僅數(shù)厘米至數(shù)十厘米，對(duì)應(yīng)延遲遠(yuǎn)小于1ms，但電路和DSP處理會(huì)引入額外延遲，總延遲通常仍在10ms以內(nèi)。

非線性失真：緊湊結(jié)構(gòu)下，喇叭振動(dòng)可能通過(guò)結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)至麥克風(fēng)，產(chǎn)生機(jī)械耦合回聲，疊加空氣傳播回聲，形成復(fù)合回聲。

二、100dB消除能力與100ms延遲補(bǔ)償?shù)倪m用性

AP-0316的100dB消除能力意味著：即使麥克風(fēng)處回聲幅度高達(dá)70dB SPL，處理后殘留回聲可降至-30dB SPL以下（低于環(huán)境底噪）。該指標(biāo)涵蓋了絕大多數(shù)大音量設(shè)備的回聲峰值。同時(shí)，100ms的延遲補(bǔ)償范圍遠(yuǎn)超緊湊結(jié)構(gòu)所需的數(shù)毫秒，甚至可適應(yīng)較長(zhǎng)的揚(yáng)聲器線纜或無(wú)線傳輸鏈路（如藍(lán)牙音箱）。因此，該模組的AEC參數(shù)在物理上足以應(yīng)對(duì)此類場(chǎng)景。

三、參考信號(hào)的準(zhǔn)確獲取——決定AEC成敗的關(guān)鍵

規(guī)格書(shū)明確指出，參考信號(hào)（即喇叭播放的音頻）的接入方式直接影響回聲消除效果。針對(duì)大音量且功放類型多樣的設(shè)備，需區(qū)分處理：

AB類功放（線性輸出）：可直接從功放輸出端或喇叭兩端取模擬信號(hào)，經(jīng)分壓衰減后接入模組LINE_IN引腳（20腳）。輸入阻抗30kΩ，最大允許1Vrms。當(dāng)功放輸出超過(guò)1Vrms（常見(jiàn)于大于3W的功放），規(guī)格書(shū)建議串聯(lián)10k~20k電阻并并聯(lián)104/105電容進(jìn)行分壓。

D類功放（PWM輸出）：功放輸出端為方波，經(jīng)喇叭電感電容濾波后仍可能殘留高頻成分。若直接取此信號(hào)作為參考，方波非線性會(huì)導(dǎo)致參考與實(shí)際播出的音頻波形不一致，AEC效果下降。規(guī)格書(shū)明確建議：從功放前端（DAC輸出或線性放大級(jí)）取模擬參考信號(hào)。

數(shù)字參考（I2S）：拆除板上電阻R1后，模組第8腳（D_IN）可接收外部主控的I2S_DAT輸出，格式為48kHz/16bit。此方式完全避免模擬信號(hào)幅度匹配和噪聲耦合問(wèn)題，適用于主控能輸出I2S音頻的設(shè)備。

四、結(jié)構(gòu)緊湊下的輔助措施

雖然模組具備強(qiáng)AEC能力，但在極端緊湊結(jié)構(gòu)下（如喇叭直接貼在麥克風(fēng)背面），規(guī)格書(shū)并未聲稱可完全依賴電子消除。實(shí)際設(shè)計(jì)中可采取以下輔助措施：

物理隔離：使用硅膠墊或泡棉隔離喇叭振動(dòng)傳導(dǎo)。

獨(dú)立音腔：確保麥克風(fēng)與喇叭分別位于不同密封腔體。

方向設(shè)計(jì)：使麥克風(fēng)拾音方向背對(duì)喇叭發(fā)音面。
這些措施可降低原始回聲幅度，使AEC工作更輕松，并減少非線性失真。

五、拾音距離檔位的協(xié)同配置

模組T1/T2引腳可硬件切換拾音距離/增益檔位。在大音量緊湊結(jié)構(gòu)下，若講話人距離設(shè)備較近（如0.2米以內(nèi)），建議選擇近場(chǎng)檔位（0.1~0.2m），避免過(guò)高增益放大了回聲信號(hào)。若需要遠(yuǎn)場(chǎng)拾音（如會(huì)議室），則需在結(jié)構(gòu)上增加麥克風(fēng)與喇叭的距離或采用定向麥克風(fēng)，以平衡回聲消除和拾音靈敏度。

六、驗(yàn)證與調(diào)試建議

在產(chǎn)品集成后，建議進(jìn)行以下測(cè)試：

大音量播放掃頻信號(hào)（100Hz~8kHz），同時(shí)麥克風(fēng)靜音，檢查AEC輸出的殘留回聲幅度（理想情況下應(yīng)低于-50dBFS）。

全雙工通話測(cè)試：雙方同時(shí)持續(xù)說(shuō)話，觀察是否有斷續(xù)或尾音。

改變喇叭音量從低到高，記錄回聲消除開(kāi)始惡化的閾值點(diǎn)，評(píng)估是否滿足產(chǎn)品規(guī)格。

若使用D類功放，對(duì)比功放后與功放前取參考的AEC效果差異。

七、總結(jié)

AP-0316模組的100dB AEC能力和100ms延遲補(bǔ)償，為其在大音量、緊湊結(jié)構(gòu)通話設(shè)備中的應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)最佳效果的關(guān)鍵在于：根據(jù)功放類型正確選擇參考信號(hào)接入點(diǎn)（功放后線性/功放前線性/I2S數(shù)字），匹配信號(hào)幅度，并輔以合理的結(jié)構(gòu)聲學(xué)設(shè)計(jì)。本文所述均基于規(guī)格書(shū)公開(kāi)信息，實(shí)際效果需在具體產(chǎn)品中驗(yàn)證。

審核編輯 黃宇