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硬件设计参考

启英泰伦提供了多种方案参考原理图,可以满足大多数通常应用场景。客户在实际应用开发中需要根据具体产品功能性能要求,系统特性及应用场景等审慎选择参考其中一种最适合产品的参考原理图进行参考和设计优化。 由于启英泰伦无法掌握所有产品系统和应用知识,望客户或方案合作方在量产前结合产品系统和应用场景对产品功能性能(含语音芯片及模块与产品系统的匹配性)进行充分的测试验证。如果在设计修改过程中有不清楚不确定的问题点,请联系启英泰伦FAE工程师进行充分沟通。


CI1301&CI1302&CI1303参考原理图

方案名称 方案功能 方案应用场景 文档中心链接
典型方案 单麦差分麦克风输入,带回声消除功能 适合广泛通用产品、带播音、带回声消除的产品 典型方案参考原理图
低功耗方案 1.1V电源采用外部DCDC供电,显著降低功耗 对功耗有较高要求的产品,例如有能耗等级限制的产品 低功耗方案参考原理图
高可靠方案 较强ESD\EMC抗干扰能力,抗电源干扰能力,提高产品可靠性 系统电源质量较差、产品可靠性要求高的、需要FCC\CE认证产品、对ESD有高要求产品参考 高可靠方案参考原理图
低成本方案 单端麦克风,不带AEC应用的最简电路 对成本有极致要求、可靠性要求不高的产品,麦克风线长小于20cm内的产品,例如玩具类、快消类产品 低成本方案参考原理图
双麦方案 双麦差分输入,不带AEC功能 有双麦增强、声源定位、高抗噪需求的产品 双麦方案参考原理图
外部AEC方案 单麦AEC支持外部播音和回声消除功能 需要消除外部播音的应用,例如按摩椅应用外部蓝牙播音可以采用该方案 外部AEC方案参考原理图
电池方案 电池对语音系统供电、充放电、开关机控制等功能 电池供电类智能语音产品,例如语音玩具,语音遥控器,智能语音个人穿戴产品等。 电池方案参考原理图
灯控照明方案 AC-DC电源电路、可控硅控制、过零检测、外部DCDC供电 灯控照明类产品,例如吸顶灯、台灯、筒灯等 灯控照明方案参考原理图

该原理图原文件和PCB参考资料可以到 ☞启英泰伦语音AI平台 中下载并使用。


CI1306参考原理图

方案名称 方案功能 方案应用场景 文档中心链接
典型方案 单麦差分麦克风输入,带回声消除功能 适合广泛通用产品、带播音、带回声消除的产品 典型方案参考原理图
双麦AEC方案 双麦差分麦克风输入,带回声消除功能 有双麦克风输入、回声消除需求的产品 双麦AEC方案参考原理图

该原理图原文件和PCB参考资料可以到 ☞启英泰伦语音AI平台 中下载并使用。


CI110X&CI1122参考原理图

CI-CI110X&CI1122芯片参考硬件原理图设计请参考如下附件

CI-CI110X&CI1122硬件参考设计原理图

CI-CI110X&CI1122原理图设计各功能参考和注意事项如下:

电源电路

  • 如果用户使用模块板(邮票板或插针板)进行设计,VDD5V供电(供电电压峰峰值不超过5.5V)不能超过规格要求,以免烧毁模块板,供电纹波小于50mV。
  • CI110X&CI1122芯片3.3V(3.3V上电先于1.2V,建议使用LDO,不建议使用DCDC(原因为IC的codec对噪音比较敏感,纹波越低越好)。用户可根据自己供应链资源对电源芯片进行更换。LDO电压参数(不超过5%,纹波小于20mV)和电流参数(150mA以上)满足即可。具体电路设计根据芯片厂家参考设计进行。
  • CI110X&CI1122芯片1.2V使用DCDC方式进行供电。用户可根据自己供应链资源对电源芯片进行更换。电压参数(不超过5%,纹波小于50mV)和电流参数(500mA以上)满足即可。具体电路设计根据芯片厂家参考设计进行。
  • DC/DC的FB反馈采样电阻需要使用1%精度。功率电感的电感量和饱和电流等参数必须符合芯片以及实际输出电流需求。使能脚接3.3V以满足上电时序要求。
  • 电源设计参考图1:

图1 电源电路
  • CPU的各个3.3V供电和1.2V供电管脚上的电容的参数、数量和参考设计保持一致。
  • CPU的PLL_AVDD12供电管脚上的电容的参数、数量和参考设计保持一致。布局时靠近管脚1(PLL_AVDD12)和管脚2(PLL_AVSS12)。

CI110X模拟电源AVDD和AVDDRV滤波电容参考图左设计。

CI1122模拟电源AVDD和AVDDRV滤波电容参考图右设计。

图2 模拟滤波电路
  • 模拟地和数字地的分割,单点连接,如图3。

图3 单点连接电路
  • 注意:

在输入电源比较恶劣的情况下可以在输入端加上TVS或者稳压二极管。

时钟晶体电路

  • CI110X&CI1122使用12.288MHz时钟源。采用12.288MHz无源时钟晶体的电路如图4。

图4 时钟晶体电路

注意:

  • 12.288MHz晶体的频率偏差≤±10ppm,负载电容根据实际晶振厂家选择***

  • 在OUT管脚设计470欧串接电阻用于减小激励功率。

启动配置电路要求

  • TEST(CI110X的28脚、CI1122的24脚)为芯片测试模式选择管脚,低电平为正常工作模式,管脚可以悬空,芯片内部有下拉电阻确保默认为正常工作模式。
  • BOOT_SEL管脚(CI110X的40脚、CI1122的32脚)拉高进入调试模式,在此模式下连接JTAG调试。
  • FLASH_PG_EN(CI110X的42脚)、UART_UPDATA_EN(CI1122的34脚)为升级烧录管脚,拉高进入烧录flash模式,在此模式下对flash进行烧录升级。

Flash电路

  • SPI FLASH参考DEMO电路设计如图5。

图5 FLASH电路

注意:

  • FLASH型号需要选取支持列表中具体型号。 (添加链接到器件兼容列表。)
  • CI1122无需外部FLASH,内置4MB FLASH。

复位电路

  • 芯片内部有上电复位电路,引脚保留一个测试点用于机台测试即可。

麦克风输入电路

  • 麦克风输入偏置电路,偏置电压需满足芯片参数要求,单驻极体麦克风单端模式和差分模式参考电路如图6。上图为单端模式、下图为差分模式。双驻极体麦克风以及模拟硅麦请参考标准设计原理图。

图6 麦克风电路
  • 麦克风输入接口预留ESD保护器件,麦克风正极与麦克风负极建议都加ESD器件,接数字地。
  • VCM,MICBIAS做如图7滤波处理。CI110X只有一个VCM,CI1122有两个VCM分别为VCMADC和VCMDAC。


图7 滤波电路
  • 麦克风输入电路为模拟地,需要与数字地区分隔离。具体可参考DEMO电路。
  • 麦克风具有正负极性,注意插座连接麦克风方向正确,正负极和语音芯片要求一致,否则影响识别效果。

功放电路

  • 根据用户需求,选择合适的功放芯片(数字或者模拟),按照对应参考电路进行设计。
  • 功放芯片的使能(mute)引脚用IO进行控制,功放上电默认关闭,播音再开启。根据功放逻辑预留上下拉电阻(10K)确保初始逻辑状态正确。(4890 MUTE脚低代表静音,高代表放音)。
  • 功放输出(喇叭接口插座)需要放置ESD保护器件,ESD接数字地。
  • 严格检查功放芯片的供电电路,根据不同功放芯片供电规格参数,确保供电电压满足功放供电参数范围。
  • 注意功放的模式选择电路,配置合适的工作模式。
  • 功放5V供电需要添加大电容稳压,AB类功放电路如图8所示。

图8 功放电路

UART电路

  • UART0用于升级程序,设计时需将UART0的TX、RX引出到接口。建议使用插针或插座。
  • 确认UART通讯接口电平是否匹配,CI110X&CI1122的UART只支持3.3V通讯电平,如果外接5V电平的通讯设备,TX和RX必须采用电平转换电路,参考如图9电平转换电路。需要确认用户端TX,RX必须上拉5V。

图9 电平转换电路

注意:

CI110X&CI1122的RX接其它芯片的TX,CI110X&CI1122的TX接其它芯片的RX。

TF卡电路

  • TF电路上DATA,CMD,CLK上拉10K电阻,参考电路如图10。
  • TF卡插入检测信号CD上拉至VDD_3V3。

图10 TF卡电路

红外收发电路

  • 红外发送电路采用PWM信号控制,注意不要选择功能复用冲突的管脚(建议使用PWM3)。注:CI110X用PWM3做PWM时,PWM2也只能做PWM功能,CI1122则无此要求,每个管脚可以单独配置为PWM或者GPIO。
  • 参考电路如图11。

图11 红外发送电路
  • 红外接收电路采用普通GPIO进行信号接收解码如图12,注意不要选择功能复用冲突的管脚,比如串口升级引脚(建议使用PWM4)。注:CI110X用PWM4做PWM时,PWM5也只能做PWM功能。CI1122则无此要求,每个管脚可以单独配置为PWM或者GPIO。

图12 红外接收电路
  • 针对智能家居产品,需要红外接收进行遥控器配对。
  • 注意红外发射管和接收头参数的选择,对于高要求设计可采用多红外发射管组合使用。

AEC电路

  • 模拟功放AEC回路取自功放后端(SPK+或者SPK-)。
  • 数字功放AEC回路有两种:
    1. 取自功放前端,即滤波完成处(对AEC要求不高)。
    2. 取数字功放后端并增加滤波电路(对AEC要求高如智能音箱)。
  • 单麦克风双通道功放/双麦克风单双通道功放,参考如下图13:

图13 双通道AEC参考电路
  • 单麦克风 单通道功放,参考如下图14:

图14 单通道AEC参考电路

注意:

AEC只支持模拟信号。

AEC反馈峰值电压不能超过3V。


我司标准模块的硬件设计资料

我公司提供了文档中心中列出的全部标准模块的硬件开发资料(原理图文件、PCB文件等),用户如果需要请到 ☞启英泰伦语音AI平台 中下载。如有技术支持需求,请联系我司技术支持人员。