音频电路参考设计

本文讨论了Air8000系列模组的音频相关功能，包括其支持的音频功能、硬件选型、原理图设计、应用注意事项以及相关配件等内容。关键要点包括：

1、音频功能支持情况：Air8000全系支持VoLTE和TTS等音频功能，但本身未内置Audio Codec和Audio PA，需外部增加。

2、开发板硬件选型：Audio codec推荐顺芯ES8311，通过I2S接口传输PCM数据、I2C接口传输控制命令；Audio PA选用纳芯微NS4150B，可驱动4Ω 3W喇叭。

3、原理图相关说明：U37为3.3V LDO，由AUDIO_EN控制，给ES8311和硅麦供电；ES8311支持一路上行Mic和一路下行Speaker；U32为NS4150B，由PA_EN控制，最高可驱动4Ω 3W喇叭（5V供电时）。

4、设计建议：AUDIO_EN控制LDO可降低功耗；NS4150B由4V主电源供电，最大输出功率2W（5V供电时最高3W）；PCB走线适当加粗；ES8311与NS4150B差分信号连接灵活。

5、应用注意事项：Audio Codec和Audio PA使能管脚需用两个独立GPIO分别控制，推荐Audio Codec用GPIO164，Audio PA用GPIO162，以避免喇叭产生POP音。

6、测试配件：设计了AirAUDIO_1010标准配件，包含多种音频相关硬件，可前往合宙官方淘宝店购买用于测试音频功能。

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，当您使用Air8000系列的音频功能时，您需要在外部增加Audio codec和Audio PA。

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；

原理图如下：

其中：

U37为一颗3.3V LDO，用于给ES8311和硅麦(U31)，由AUDIO_EN(GPIO164)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；

U31选用的是一颗硅麦，大家也可以根据自己的需要灵活选择驻极体Mic；

U32即为纳芯微NS4150B，最高可驱动4Ω 3W的喇叭(5V供电时)，由PA_EN(GPIO162)单独控制打开或关闭；

大家在自己设计原理图和PCB时，我们的建议是：

1、AUDIO_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；

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，为什么要有AUDIO_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；

这一点，我们的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；

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；

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核心板测试音频功能；

AirAUDIO_1010中包含了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，欢迎大家前往合宙官方淘宝店 luat.taobao.com 购买；