AI语音开发板AiPi-PalChatV1教程：硬件设计参考

AiPi-PalChatV1是一款接入了小智AI智能体的微型语音交互开发板，专为轻量级智能语音场景设计。

基于安信可Ai-WB2-12F模组主控，具备高集成度、高性价比等特性，支持离线语音唤醒与语音打断功能，结合2W/8Ω 扬声器与双供电模式（Type-C + 电池），适用于快速部署语音交互能力的硬件创新场景。

一、系统概述

设计目标

实现双电源输入（Type-C/电池）自动切换，支持 5V 系统供电。
集成 Ai-WB2-12F Wi-Fi/BLE 模组实现无线通信。
通过 VB6824 离线语音芯片实现离线语音唤醒和打断，支持音频采集、播放及 ACE 回声消除。

整体架构框图

二、模块设计规范

电源模块

双电源输入：Type-C（5V）与锂电池（3.7V）自动切换，优先使用 Type-C 供电；
充电管理：TP4054 实现锂电池恒流/恒压充电，最大充电电流 500mA；
升压输出：电池供电时通过升压芯片（如 STI3508C）输出 5V 系统电压；
降压输出：由 5V 降压为 3.3V 给模组和语音芯片供电。

设计要点

TP4054 关键参数：

BAT 引脚需接 10μF 以上陶瓷电容

升压电路设计

参考电路

常用电压推荐选型表：

降压电路：为什么有升压还要降压？
答：升压的目的是确保功放芯片在电池供电情况下，能保持供电稳定，从而保持音质一致。降压电路主要是为了给 WiFi 模组和音频芯片供电。

DC/DC 芯片信号：RT8059

推荐电路

电源切换逻辑

Type-C 插入时，通过 MOS 管（如 AO3401）切断电池供电路径。

布局建议

热管理：TP4054 与升压芯片需远离敏感模拟电路，接地散热焊盘充分覆铜；

去耦电容：VCC_5V 和 VCC_3V3 输出端并联 10μF 电解电容 +0.1μF 陶瓷电容。

Ai-WB2-12F 模组

功能描述

提供 Wi-Fi/BLE 双模无线连接，通过 UART 与主控通信；

工作电压：3.3V@500mA 峰值。

设计要点

电源设计：推荐 DC/DC 芯片：RT8059，输入需≥4V，输出 3.3V；

退耦电容：10μF+0.1μF 靠近模组 VCC 引脚。

UART 接口：

LOG 日志

接口：RXDTXD；

默认波特率：2000000。

离线语音通讯口

接口：IO3（RX）IO4（TX）；

默认波特率：2000000。

天线布局：PCB 天线区域禁止覆铜，周围≥5mm 净空区。

模组接口定义

离线语音模块（VB6824+8002A）

功能描述

VB6824 实现语音唤醒词识别与音频编解码，通过 UART 与 Ai-WB2-12F 交互；

8002A 功放驱动 8Ω/2W 喇叭，支持 PWM 输入。

设计要点

音频电路：VB6824 与 8002A 间串联 200nF 隔直电容；

喇叭走线需加粗（≥0.5mm），避免平行于数字信号线。

麦克风设计：

建议使用全向极柱体全向麦克风，灵敏度 -29dB ±3dB；

麦克风电源需 RC 滤波（2.2KΩ+22pF）。

AEC 回声消除：

喇叭输出引脚（DACR）串联 0.1uF 电容和 5.1KΩ电阻接入 PA1 和 PA0；

参考电路：

功放配置：

8002A 放大倍数设置：Avd= 2×(Rf/Ri)（默认 Rf=30K，Ri=10K，放大倍数6倍）。

VB6824 主要接口定义：

三、调试与测试

电源测试项

语音模块验证

唤醒测试：距离 30cm，信噪比≥15dB 时唤醒率＞95%；音频失真：1KHz 正弦波输出 THD＜1%。

审核编辑 黄宇