降噪会议麦克风音箱拆解：物理结构+AI算法实现双重降噪！

电子发烧友网报道（文/李诚）近日，笔者对国内专注于对话式人工智能平台企业思必驰的一款360°降噪会议麦克风音箱进行了拆解，一起来看看AI算法公司是如何将算法与硬件结合，设计终端产品的。

外观及拆解流程

在外观设计上，这款麦克风音箱采用了圆饼为主体形状的三明治结构，机壳顶部除了思必驰品牌logo以外，还有一个NFC感应标志。机壳底部是一块圆形的硅胶防滑垫片，同时该垫片上还标注了设备型号、制造商等详细参数。设备的电源、蓝牙控制按键及Type-C充电接口设计在设备中框部分。



在进行拆解时，需要撬开设备底部防滑垫片，才能够看到隐藏起来的螺丝。



分离底部机盖后，映入眼帘的是设备的扬声器。扬声器被固定在中框上与半圆形凸起的机盖形成音腔，通过物理结构增强声音的增益。



卸下中框上的扬声器后，可以看到思必驰的这款360°降噪会议麦克风音箱非常注重每一个设计细节。首先是为了保证扬声器不影响麦克风收音，采用了半封闭式音腔设计，在中框上使用隔音泡棉，隔绝音腔的声音传递到收音单元，避免扬声器与麦克风同时工作时产生啸叫。其次，为了避免器件与音腔共振影响收音效果，音箱内悬空的导线，以及放置在扬声器两侧的电池，均采用了减震泡棉进行包裹。



在电池方面，这款音箱共使用了两颗型号为102540的聚合物锂电池，单电芯容量为1000mAh。据官方数据显示，这两块电池可为设备提供最长10个小时的续航。并且，为了提高电池的充放电安全及使用寿命，这两块电池顶部均加装了电池保护板用于检测电池的过压、欠压、过流、短路、过温状态，改善充电效果。



中框前后各有一块电路板与设备控制按键和充电接口相连。按键与电源小板上并没有任何功能性电路，在此处仅充当中转的作用。通过ZIF连接器将外部控制信号和外部输入电源传输到主板上。

主板及物料分析

360°降噪会议麦克风音箱主板位于结构最顶层。通过观察机壳内壁标注的信息得知，整机外壳均采用了PC+ABS工程塑料，此种材料具有很好的耐高温、抗冲击能力，在一定程度上，能够保证设备不会因为外力作用造成损坏。



同时，上机盖还分别在上、下、左、右四个方向设计了用于提示音量、电话、静音等虚拟按键的导光结构，利用LED灯珠作为背光源，通过镂空透光的原理，显示按键的位置。另外，为了提升产品交互能力，思必驰还在这款麦克风音箱的上机盖放置了NFC磁贴（圆形白块），支持NFC功能的移动设备，可以靠近NFC感应区直连设备，简化连接流程。



电路设计方面，主板的主要控制电路都集中在板子正面，并且布线十分规整，没有因为使用芯片过多而显得拥挤。板子背面只有4颗收音麦克风和LED状态指示灯。



在芯片选型方面，这款麦克风音箱采用了思必驰旗下芯片公司深聪智能于2019年推出了AI语音专用芯片太行TH1520。基于TH1520前端信号处理算法及思必驰语音识别（ASR）、语音合成（TTS）等技术，配合主板背面的4麦矩阵，不仅可以实现环境音的主动降噪，提升拾音质量，还可以实现指向性更广的360度全方位远场拾音，以及语音实时转录功能。



主控芯片左侧是一颗来自兆易创新的8MB闪存芯片GD25Q64ESIG，在该电路中主要用于存储系统固件和应用。532Mbits/s的峰值传输速率，在一定程度上可以保证数据访问的高效性和系统运行的稳定性。



在无线传输方面，思必驰使用了一款杰里的蓝牙芯片BP0G300。采用板载贴片陶瓷天线的设计对蓝牙信号进行广播，与传统的板载蛇形天线相比，具有更强的抗氧化、抗干扰能力，能够保证更远距离的高质量信号传输。



在电源管理方面，分别在按键控制小板接口、Type-C接口输入端和电池接口附近，使用了一颗丝印为RNAL AAB8电源管理芯片、一颗圣邦微的锂电池充电芯片SGM41511和两颗微源半导体的A38N1降压芯片。



虽然并未查询到与RNAL AAB8芯片的有关资料，但是通过芯片的走线，及系统结构，就不难看出RNAL AAB8在该电路中起到了主电路电源开关控制的作用。RNAL AAB8通过ZIF接口与按键控制小板相连，当芯片接收到电源键的开关信号时，就能够对主供电电路的通断状态进行控制。



SGM41511在该电路中主要负责电池的充电管理，通过预设程序将外部输入电压、电流调制至电池的可承受范围为电池充能。同时，该芯片还会对电池的电压、电流和温度状态进行监测，实现电池的欠压、过压保护和热关断。

由于该电路所使用的芯片数量较多，芯片工作电压各不相同，且电池的输出电压为3.7V。导致系统供电电压与芯片工作电压之间，会存在互不匹配的情况。A38N1降压芯片在该电路中，就起到了将电池端电压输出降压的作用，保证低压芯片的工作状态。



电路的灯光控制和触控反馈，由艾为的AW9163芯片负责。AW9163是艾为“魔灯”系列产品之一，该芯片同时集成了3路LED驱动和6路电容式按键功能。通过电容检测算法与LED驱动的配合，构成了麦克风音箱表面的背光虚拟按键。



功放芯片是来自和润的HT8691R，该芯片是一款内置了BOOST升压模块的D类音频放大器，最大驱动功率可达11W，用来驱动这款麦克风音箱的5W扬声器绰绰有余。这款芯片最大的亮点在于防破音功能，该芯片可对输入音频信号进行检测，并抑制幅度过大的信号，避免输出信号破音（失真），提高音箱的音质。

物料清单

结语

通过拆解来看，思必驰推出的这一款360°降噪会议麦克风音箱，在降噪方面还是下了很多心思的，先是通过三明治的结构设计将音腔与拾音单元隔离，规避扬声器发声影响麦克风的拾音效果。其次，通过减震泡棉包裹悬空导线，降低导线共振带来的噪声。最后，通过自研芯片及算法的加持过滤环境噪声，获得更清晰的音频。

另外，这款产品在做工方面也是值得肯定的，每一颗芯片的外围电路都能整齐地排布在芯片周围，电路并没有因为芯片使用数量过多而显得臃肿。