D10L 2MIC会议音箱通话回声消除设计

本方案介绍DSPG的芯片D10L，搭载QCC3024蓝牙芯片，设计2MIC的会议音箱。
随着疫情的出现，会议音箱也大量的出现，这就给议音箱的通话效果提出更加严格的要求，其中通话的回声消除就是其中的一个大问题。针对会议音箱1MIC的设计，通话回声严重效果差，无法满足通话会议的；如果采用4MIC的设计，对于会议音箱的腔体设计和成本，对于低价位的音箱又是一个坎；所以折中的2MIC设计也是一个不错选择，技能满足通话效果的同时，又兼顾成本和设计的难度。D10L将2MIC的通话信号采集，经过算法运算后，通过I2S信号给到QCCC3024立体声蓝牙耳机输出模拟信号，后级功放放大发推动喇叭。


1.  D10L基本性能介绍

• 超低功耗可编程DSP处理器；
• 支持第三方算法；
• 丰富的接口口：SPI/I2C/UART/I2S；
• 体积小：QFN48封装，WLCSP30；
• 适用于蓝牙耳机音箱等领域；
• 集成2路ADC模数转换；
• 2路模拟MIC输入，或者4路数字MIC输入。

D10L代码加载启动，支持多种接口，各种接口速率如下：

SPI up to 15.4Mbps，优先推荐选择；
I2C up to 3Mpbs；
UART up to 6Mbps；


D10L的 2MIC通话功耗如下：

休眠模式：0.25mW；
2MIC低功耗模式：3.2mW;
2MIC通话降噪模式：8.2mW;
数字MIC支持采样率：8，16，22.5，32，44.1，48K，16Bit/24Bit;

2. 产品实际应用原理图：





3.  QCC3024是立体声蓝牙耳机，芯片架构图如下：




内置120MHZ Qualcomm Kalimba audio DSP;
外挂可编程QSPI Flash;
支持2MIC模拟/数字；
支持SPI/I2C/UART，I2S输入输出；
支持立体声输出；
支持低功耗模式；
支持充电管理模式；
支持ClassD,ClassAB输出；
支持Sink和earbud工程设计；
VFBGA-90pin, 5.5*5.5mm封装；


4. QCC3024的layout注意事项：

4.1 电源和地是很重要的，所以PCB走线优先考虑晶片的电源和GND的完整性，再到晶振/RF/信号；信号线尽量远离电源和干扰源，RF天线预留足够的空间和干净的GND;



4.2 信号层走线细节：内层信号GND包裹，相邻层有完整的GND隔离，减少层与层间信号的互相干扰；




4.3 电源走线参考：




5. D10L的layout注意事项：

5.1 电源和MIC模拟信号再TOP走线细节：MIC的走线远离电源线，使用GND线包裹，TOP层的GND也需要保证完整性；



5.2 信号层走线尽量有GND包裹，尽量减少和电源的并行，模拟信号线和数字信号线分开，最好成组出线，减少干扰；



5.3 信号线在中间层，相邻两层最好有比较完成的GND进行包裹，以减少干扰；




6.1 QCC3024蓝牙代码初始化：




6.2 QCC3024和D10L的SPI口定义和初始化；



6.3 D10L的算法，上电启动在QCC3024中加载；



7. 产品实物调试环境如下：

QCC系列调试底板+QCC3024+D10L模块搭建实际调试环境：



8. D10L的2MIC声学录音分析；

8.1 UART通话录音设置：选择Port对应的COM口，读取地址address，选择Analysis；


选择FFT测试项，勾选M1显示MIC的幅度频率曲线图，勾选M2显示MIC的幅度时间曲线图；


8.2 UART通话录音生产：
点击start rec，开始MIC的录音；


8.3 MIC录音分析；
录音生成的路径：D10L安装工具->D10L_UART_RECORDING->test时间


打开文件夹，里面有7个录音文件：


需要的录音文件有48，49，52和64；其中48和49是MIC1/MIC2的录音文件，52是录音参考信号，64 是输出给蓝牙的数据；


8.4 MIC和SPK的录音THN失真度分析，理论上失真度超过10%的频点越少越好；例如下面的客户MIC录音，在低频200-3KHZ频段没有超标的点，在3.1KHZ以后才出现失真，只要失真频点在低频分散的不多，都集中在高频段，算法可以使用类似高通滤波器可以消掉；