FastBond2阶段1-基于RP2040和TinyML的双MIC实时降噪的框图设计
FastBond2阶段1-基于RP2040和TinyML的双MIC实时降噪的框图设计
标签
嵌入式系统
Funpack活动
接口
USB
PCB设计
cjmf
更新2023-08-24
中国计量大学
346

一、项目思路

本项目可应用于多种场景,包括但不限于以下领域:

  1. 通讯领域:提高语音通话的清晰度和质量,减少背景噪声对通话的干扰。
  2. 音频录制和广播领域:改善音频录制品质,减少环境噪声对音频内容的影响,提供更清晰、更真实的音频。
  3. 语音识别和语音控制领域:降低背景噪声对语音识别的干扰,提高语音识别的准确性和可靠性。
  4. 智能音箱和智能助手领域:提供更好的语音交互体验,减少环境噪声对语音指令的影响。

本项目相对于其它普通麦克风的优势:

  1. 实时降噪:双MIC实时降噪项目采用先进的降噪算法,通过TinyML,可以实时识别并抑制环境噪音,提供清晰的音频输出。
  2. 高性能处理能力:该项目采用高性能的处理器和专用的降噪算法,能够快速处理大量音频数据,实现高质量的降噪效果。
  3. 灵活性与可扩展性:项目支持多种音频输入和输出方式,可以通过USB连接电脑麦克风,也可以直接通过音频输出播放音频信号。同时,项目还可以根据需求进行扩展,支持多种音频输入设备和降噪算法。
  4. 低功耗设计:项目采用低功耗设计,有效延长设备的使用时间,同时也减少能源消耗。
  5. 超低成本:使用双MIC可以有效进行回声消除及人声增强,MCU的大部分算力都可用于降噪,降低对MCU性能的要求。

二、方案框图

本项目的主要框图如下,得捷网站链接如下:FastBond2阶段1-基于RP2040和TinyML的双MIC实时降噪的框图设计

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主要元器件:

  • RP2040 主控IC
  • INMP441 麦克风IC
  • MAX98357 音频IC

主控芯片:RP2040

树莓派RP2040是一款先进的微控制器芯片,由树莓派基金会开发。

RP2040采用了双核ARM Cortex-M0+处理器,主频高达133MHz,具备强大的计算和处理能力。它还内置了264KB的SRAM和2MB的闪存,提供了丰富的存储空间,使得开发者能够更加自由地设计和创造。

与传统的微控制器相比,RP2040具备丰富的外设接口,包括26个GPIO引脚、2个I2C总线、2个SPI总线和2个UART串口等,为各种应用场景提供了灵活的连接方式。此外,它还支持多种通信协议,如USB 1.1、I2S音频和PIO等,使得开发者能够更加便捷地实现各种功能。

RP2040还具备低功耗特性,适合用于电池供电的设备。它支持多种睡眠模式,可以有效延长电池寿命,并能够快速唤醒,提供更好的用户体验。

最重要的是,RP2040的开发工具和软件生态非常丰富。树莓派基金会提供了开源的开发环境和SDK,使得开发者能够轻松地进行编程和调试。此外,RP2040还兼容多种编程语言,如C/C++和MicroPython等,为不同开发者提供了更多选择。

INMP441

INMP441采用了先进的MEMS技术,具备高灵敏度和低噪声特性,能够实现高质量的音频采集和录制。它内置了集成放大器和ADC,可直接输出数字信号,提供了便捷的接口和数据处理方式。

该芯片具有小巧的封装和低功耗设计,适用于各种嵌入式系统和便携设备。它的工作电压范围广泛,能够适应不同的应用场景。此外,INMP441还支持多种采样率和位深,使得开发者能够根据需求进行灵活配置。

INMP441具备强大的噪声抑制和声音定向功能,能够准确捕捉所需的声音信号,有效降低环境噪音的干扰。这使得它在语音识别、语音控制和通信设备等领域具有广泛的应用前景。

ADI MAX98357

MAX98357是一款高性能音频功放芯片,被广泛应用于音频设备领域。该芯片采用先进的数字音频处理技术,能够提供出色的音频质量和强大的功放能力。MAX98357具备丰富的功能和接口选项,使其可以适用于多种应用场景,如音频播放器、音频接口、音频扬声器等。此外,MAX98357具有低功耗特性,能够有效延长电池寿命,因此在便携式设备中也有着广泛的应用。无论是专业音频设备还是消费电子产品,MAX98357都能为用户提供卓越的音频体验,成为音频设备领域的理想选择。

四、总结

在此次 FastBond2 阶段1中获得了硬禾学堂的慷慨赞助和支持。衷心感谢硬禾学堂对本项目的赞助,这使得能够获得必要的资源和资金,推动项目的研发和实施。硬禾学堂的赞助提供了更多的机会和动力去探索和创新。

软硬件
电路图
附件下载
RP2040_MIC____.pdf
团队介绍
中国计量大学
团队成员
cjmf
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