AiPi-PalChatV1是一款接入了小智AI智能體的微型語音交互開發(fā)板，專為輕量級智能語音場景設(shè)計。

基于安信可Ai-WB2-12F模組主控，具備高集成度、高性價比等特性，支持離線語音喚醒與語音打斷功能，結(jié)合2W/8Ω 揚聲器與雙供電模式（Type-C + 電池），適用于快速部署語音交互能力的硬件創(chuàng)新場景。

一、系統(tǒng)概述

設(shè)計目標(biāo)

實現(xiàn)雙電源輸入（Type-C/電池）自動切換，支持 5V 系統(tǒng)供電。
集成 Ai-WB2-12F Wi-Fi/BLE 模組實現(xiàn)無線通信。
通過 VB6824 離線語音芯片實現(xiàn)離線語音喚醒和打斷，支持音頻采集、播放及 ACE 回聲消除。

整體架構(gòu)框圖

二、模塊設(shè)計規(guī)范

電源模塊

雙電源輸入：Type-C（5V）與鋰電池（3.7V）自動切換，優(yōu)先使用 Type-C 供電；
充電管理：TP4054 實現(xiàn)鋰電池恒流/恒壓充電，最大充電電流 500mA；
升壓輸出：電池供電時通過升壓芯片（如 STI3508C）輸出 5V 系統(tǒng)電壓；
降壓輸出：由 5V 降壓為 3.3V 給模組和語音芯片供電。

設(shè)計要點

TP4054 關(guān)鍵參數(shù)：

BAT 引腳需接 10μF 以上陶瓷電容

升壓電路設(shè)計

參考電路

常用電壓推薦選型表：

降壓電路：為什么有升壓還要降壓？
答：升壓的目的是確保功放芯片在電池供電情況下，能保持供電穩(wěn)定，從而保持音質(zhì)一致。降壓電路主要是為了給 WiFi 模組和音頻芯片供電。

DC/DC 芯片信號：RT8059

推薦電路

電源切換邏輯

Type-C 插入時，通過 MOS 管（如 AO3401）切斷電池供電路徑。

布局建議

熱管理：TP4054 與升壓芯片需遠(yuǎn)離敏感模擬電路，接地散熱焊盤充分覆銅；

去耦電容：VCC_5V 和 VCC_3V3 輸出端并聯(lián) 10μF 電解電容 +0.1μF 陶瓷電容。

Ai-WB2-12F 模組

功能描述

提供 Wi-Fi/BLE 雙模無線連接，通過 UART 與主控通信；

工作電壓：3.3V@500mA 峰值。

設(shè)計要點

電源設(shè)計：推薦 DC/DC 芯片：RT8059，輸入需≥4V，輸出 3.3V；

退耦電容：10μF+0.1μF 靠近模組 VCC 引腳。

UART 接口：

LOG 日志

接口：RXDTXD；

默認(rèn)波特率：2000000。

離線語音通訊口

接口：IO3（RX）IO4（TX）；

默認(rèn)波特率：2000000。

天線布局：PCB 天線區(qū)域禁止覆銅，周圍≥5mm 凈空區(qū)。

模組接口定義

離線語音模塊（VB6824+8002A）

功能描述

VB6824 實現(xiàn)語音喚醒詞識別與音頻編解碼，通過 UART 與 Ai-WB2-12F 交互；

8002A 功放驅(qū)動 8Ω/2W 喇叭，支持 PWM 輸入。

設(shè)計要點

音頻電路：VB6824 與 8002A 間串聯(lián) 200nF 隔直電容；

喇叭走線需加粗（≥0.5mm），避免平行于數(shù)字信號線。

麥克風(fēng)設(shè)計：

建議使用全向極柱體全向麥克風(fēng)，靈敏度 -29dB ±3dB；

麥克風(fēng)電源需 RC 濾波（2.2KΩ+22pF）。

AEC 回聲消除：

喇叭輸出引腳（DACR）串聯(lián) 0.1uF 電容和 5.1KΩ電阻接入 PA1 和 PA0；

參考電路：

功放配置：

8002A 放大倍數(shù)設(shè)置：Avd= 2×(Rf/Ri)（默認(rèn) Rf=30K，Ri=10K，放大倍數(shù)6倍）。

VB6824 主要接口定義：

三、調(diào)試與測試

電源測試項

語音模塊驗證

喚醒測試：距離 30cm，信噪比≥15dB 時喚醒率＞95%；音頻失真：1KHz 正弦波輸出 THD＜1%。

審核編輯 黃宇