一招破解音频硬件困局：Air8000参考设计让开发零门槛

音频产品开发成本高、周期长？Air8000参考设计以模块化思路简化硬件开发，预验证的电路方案与丰富的扩展接口，让开发者摆脱技术壁垒，轻松实现从概念到实物的跨越。

Air8000系列工业引擎通过4G、Wi-Fi、BLE、GNSS等多功能“All in One”的高集成设计，对工业级可靠性与功耗的深度优化，以及对开发者极为友好的生态支持，成为物联网和工业自动化领域的优选方案。

Air8000全系支持音频功能，无论VoLTE还是TTS，都支持。

但是Air8000本身并未内置Audio Codec和Audio PA，因此如需使用Air8000系列的音频功能——需要在外部增加Audio codec和Audio PA。

一、开发板参考设计

以Air8000开发板为例，我们的选型是：

Audio codec：推荐顺芯ES8311，I2S接口传输PCM数据，I2C接口传输控制命令；

Audio PA：开发板选用的是纳芯微D类音频放大器NS4150B，可以驱动4Ω 3W的喇叭。

开发板原理图如下图示：

最新参考设计及开发资料下载：https://docs.openluat.com/air8000/product/shouce/

U3为一颗3.3V LDO，用于给ES8311供电，由8311_EN控制打开或关闭；

ES8311即为顺芯Audio Codec，支持一路上行Mic，一路下行Speaker；

MIC1选用的是一颗驻极体Mic，大家也可以根据自己的需要灵活选择硅麦；

U1为纳芯微NS4150B，最高可驱动4Ω 3W的喇叭(5V供电时)，由PA_EN单独控制打开或关闭。

二、相关设计建议

大家在自己设计原理图和PCB时，我们的建议是：

8211_EN控制给ES8311供电的LDO打开或关闭，可以在不使用音频功能的时候关闭ES8311，以达到尽可能降低功耗的效果。

NS4150B由系统主电源4V直接供电，最大输出功率实际可达2W（5V供电时最高可达3W，详见NS4150B规格书说明）；

由于输出功率较大，因此在PCB走线时，从NS415B的PIN5:VON和PIN8:VOP到Speaker的走线，需要适当加粗到0.5mm以上。

由于ES8311的输出和NS4150B的输入皆为差分信号，因此ES8311的PIN12:OUTP可以接到NS4150B的PIN3:INP，也可以接到NS4150B的PIN4:INN；ES8311的PIN13:OUTN也一样，只要两个差分信号保持成双成对即可。

大家可以根据自己的情况灵活选择任意音频放大器，但Audio Codec推荐选择顺芯ES8311，合宙在Air8000系列型号上已经做好了驱动适配。

三、特别注意事项

接下来，给大家介绍一个在Audio应用中经常遇到的“坑”，请大家务必避雷！

细心的朋友可能已经发现了，Air8000开发板原理图中——由8311_EN和PA_EN两个GPIO分别控制Audio Codec和Audio PA。

为什么不合二为一用一个GPIO控制呢？

当开始音频播放时，GPIO拉高，同时打开Audio Codec和Audio PA；

当结束音频播放时，GPIO拉低，同时关闭Audio Codec和Audio PA。

原理上没问题，但实际应用中：

同时打开Audio Codec和Audio PA时，喇叭会有不受控制的POP音产生。

大概的原因是ES8311的初始化需要时间，而Audio PA的打开是即时的，在ES8311初始化的过程中，POP音就产生了。

因此，实际应用中Audio PA要相对Audio Codec的打开稍晚一定的时间。

所以，再次提醒：

Audio Codec和Audio PA的使能管脚务必通过两个独立的GPIO分别控制。

我们推荐的是：

Audio Codec使用GPIO164；

Audio PA使用GPIO162。

Audio API函数都已经设置好了，大家只需要按照要求输入相应的两个GPIO即可：

四、标准配件

为了方便大家测试，我们还设计了AirAUDIO_1010标准配件，供大家结合Air8000系列核心板测试音频功能。

AirAUDIO_1010包含了Audio Codec、Audio PA、为Audio Codec供电的LDO、Mic、Speaker插头，以及两个独立的Codec和PA使能GPIO。

相关原理图与PCB、硬件参考设计、音频应用示例等资料，持续更新开放。

最新资料下载：https://docs.openluat.com/accessory/airaudio_1010/

今天的内容就分享到这里了~

审核编辑 黄宇