双麦波束成形硬件设计指南：从选麦到接线的完整实操
波束成形不是算法调一调就行，硬件端的麦克风选型、间距、布线直接决定最终效果。这篇基于 AU-60 模组，把双麦波束成形硬件设计的关键环节走一遍。
上一篇聊了波束成形能解决什么问题，这篇落地到硬件------做双麦波束成形的产品，麦克风怎么选、两个麦间距多少、怎么接线、PCB 布局要注意什么。
以下内容基于 AU-60 语音处理模组的双数字麦克风模式（模式八/九/十）整理，其他双麦模组原理相通，参数按各自规格书调整。
01 第一步：确定用哪种麦克风
波束成形对麦克风一致性要求很高。两个麦的灵敏度、频响、相位必须尽量一致，否则时延差计算会引入误差。
**模拟麦还是数字麦？**波束成形推荐用 PDM 数字麦。原因：
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数字麦输出 PDM 信号，抗干扰能力强，长距离布线也不容易受模拟噪声影响
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两个数字麦共用同一组 CLK 信号，时钟天然同步，省去模拟麦需要做的相位匹配
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数字麦灵敏度一致性比模拟麦好，选同一批次配对麦基本不用单独校准
AU-60 的数字麦接口是 PDM 格式，引脚定义：
| AU-60 引脚 | 功能 | 接数字麦时的接法 |
|---|---|---|
| Pin 14 DAT | 数字麦 DAT 数据 | 接两个数字麦的 DAT 线（左右麦分时复用） |
| Pin 15 CLK | 数字麦 CLK 时钟 | 接两个数字麦的 CLK 线（共用时钟） |
| Pin 19 3V3 | 3.3V 电源输出 | 给数字麦供电（最大 30mA），或用外部 3.3V 供电 |
| Pin 18 GND | 数字麦电源地 | 数字麦 GND 接这里 |
规格书提醒：Pin 19 的 3V3 输出电流限制在 30mA 以内。两个 PDM 麦的功耗通常在 1--2mA，一般够用。如果你的数字麦模块上还有其他电路，建议外部独立 3.3V 供电，不要用 Pin 19。
02 第二步：两个麦的间距怎么定
这是波束成形硬件设计最关键的参数之一。间距决定了能区分的声源方向精度，也决定了可做波束的频率范围。
规格书里推荐的双数字麦克风板是 DMIC-22-6 ，两个麦间距 6cm。
为什么是 6cm？简单理解：
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**间距太小：**两个麦收到的声音几乎一样，时延差不明显，方向区分精度差
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**间距太大：**对高频声音会出现空间混叠------算法分不清声音从左还是右来
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6cm 是语音频段（300Hz--8kHz）的常见折中值，在多数拾音距离（0.5m--5m）下波束效果稳定
如果你做的产品尺寸不允许 6cm，可以减小到 4cm 左右，但要接受高频方向精度下降。做桌面会议设备、门口机这类 6cm 通常没问题；做智能工牌这种小尺寸设备，可能需要 3--4cm 间距配合近距离拾音。
03 第三步：两种波束模式怎么选
AU-60 支持两种波束输出，硬件接线一样，固件不同：
模式 A：单波束单声道
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两个麦合成一个波束，朝一个方向收音
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输出一路降噪后的音频
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适合：门口机、会议全向麦、行车记录仪------只需要收前方一个区域
模式 B：双波束双声道
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两个麦各自形成一个波束，朝相反方向（左前方和右前方）独立收音
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输出两路互不串音的音频
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适合：智能工牌（收正前方 + 侧方）、双分区翻译设备、双通道录音
硬件上两种模式接线完全一样，区别在固件。选哪种模式取决于你的产品需要几路独立拾音。
04 第四步：波束方向角怎么理解
规格书里两个角度参数要搞清楚：
**中轴角度：**波束的中心指向。默认 90°------两个麦中间垂直方向。也就是说麦克风阵列横着装，波束正对着麦克风板的正前方。
如果你需要波束偏左或偏右，比如产品外壳决定了麦克风只能斜着装，可以通过固件改中轴角度，不用改硬件。
**拾取范围角度：**以中轴为中心，左右各 30°，总共约 60° 的区域。在这个范围内的声音会被增强，范围外的会被抑制。
这个范围也可以通过固件调整。需要更窄的波束（精准收一个人）就缩到 40°--50°；需要更宽的覆盖（会议桌多人）就放宽到 80°--100°。
05 第五步：AEC 参考信号怎么接
做全双工通话时，波束成形 + AEC 要同时工作。AEC 需要知道"喇叭正在放什么声音"作为参考，才能把喇叭声从麦克风里消掉。
AU-60 的 AEC 参考输入是 Pin 26 AECIN（模拟差分输入）。接法：
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从功放输入端（小信号端）取参考信号，直接接到 AECIN
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如果从功放输出端取信号，需要串联 C1（104 电容）和 R1（1K--10K 电阻）做隔离和幅值匹配
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常规 5W 以下功放，C1 用 1μF，R1 用 10KΩ
经验法则：优先从功放输入端取参考信号。这是小信号，不需要隔直和衰减，接线最简单，消回音效果也最稳定。
06 第六步：T1/T2 参数切换
AU-60 在板上留了 T1（Pin 11）、T2（Pin 9）两个参数切换脚。悬空时默认中高电平，对应中距离参数。
通过在 PCB 上预留 0Ω 电阻对地短接，可以组合四档拾音距离：
| T1 | T2 | 拾音距离 |
|---|---|---|
| 高（默认） | 高（默认） | 中距离 0.5--2m |
| 高 | 低（对地短接） | 近距离 0.1--0.2m |
| 低（对地短接） | 高 | 远距离 0.5--5m |
| 低 | 低 | 超远距离 0.5--8m |
做产品时建议 T1、T2 在 PCB 上都留焊盘，试产阶段根据实际拾音距离决定贴不贴 0Ω。
07 PCB 布局的几个常见坑
**坑 1：两个麦不在一条直线上。**波束成形要求两个麦克风的进音孔在同一条轴线上。如果因为结构限制歪着装，时延差计算会偏，波束方向就不准。
**坑 2：麦克风进音孔被外壳遮挡。**外壳面板到麦克风之间的隔音腔要短，进音孔不能贴防尘棉太厚------厚棉会改变高频频响，两个麦频响不一致，波束效果打折。
**坑 3：CLK 线太长太绕。**PDM 时钟频率不低，CLK 线要短、等长，DAT 线跟着 CLK 走。两根麦的走线尽量对称，减少串扰。
**坑 4：喇叭离麦克风太近但没做隔音。**波束成形管方向，但 AEC 管消回音。两个能力都要做好，喇叭到麦克风之间的物理隔音必须做------贴隔音棉、喇叭腔和麦腔独立，不能共一个腔体。
坑 5：数字麦供电和模拟电路共地不干净。 PDM 麦的电源要就近加 0.1μF 去耦电容，数字地和模拟地单点连接。地噪声大了，麦克风底噪会起来，波束成形再强也救不回来。
08 需要在线调参怎么办
如果产品出厂后需要根据现场环境微调参数，AU-60 预留了 SPI 端口（Pin 21--24：MISO/MOSI/CLK/CS）。外部 MCU 可以通过 SPI 在运行时写入寄存器调整工作参数，不用重新烧固件。
上电流程：AU-60 上电约 2 秒后进入工作状态，外部 MCU 再等 1 秒后就可以开始 SPI 通信。具体寄存器地址和时序需要找模组厂商获取。
小结
双麦波束成形的硬件设计，关键就三件事：
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**选对麦：**PDM 数字麦，同批次配对，间距按产品尺寸选 4--6cm
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**接对线：**DAT/CLK/VCC/GND 四线，AEC 参考信号从功放输入端取，T1/T2 留焊盘
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**布好板：**两麦同轴、进音孔通畅、CLK 等长、喇叭和麦物理隔音
算法和固件交给模组处理，硬件端把这三件事做扎实，波束效果基本不会差。