多种录音笔录音芯片方案推荐
一、引言
随着信息技术的飞速发展,录音笔作为一种重要的音频记录设备,在会议记录、采访、学习等众多场景中得到广泛应用。其核心的录音芯片方案直接影响录音质量、功能特性以及产品成本。唯创知音作为音频芯片领域的知名厂商,推出了一系列性能卓越的录音芯片,为录音笔的设计提供了多样化且优质的解决方案。
二、多种录音芯片推荐
(一)WT2000T 芯片
核心性能:采用高性能 32 位处理器,最高频率可达 160MHz,能够实时处理多路音频流。集成 MP3/WAV 编码器,支持 8 - 48kHz 采样率,比特率 8 - 320kbps,可实现 CD 级录音音质。音频输出方式默认为双 DAC 输出,硬件支持 16bit DAC 输出 。
存储扩展:支持 SPI - FLASH、TF 卡、U 盘三种存储介质,最大支持 32GB 容量,可满足长达数百小时的录音时长需求。
接口丰富:具备标准 UART 通信接口,默认波特率 115200,且支持通过串口命令设置波特率,方便与外部 MCU 进行通信。
低功耗优化:内置动态功耗调节机制,工作电流≤50mA,休眠模式下功耗低至 uA 级,适合对功耗要求较高的便携式录音笔设备。
(二)WT2000P 芯片
录音功能:能够实现高质量的语音录制与播放,满足录音笔基本的功能需求。
控制方式:支持 UART 串行通信接口和按键直接控制两种方式。通过标准的 UART 协议可与其他微控制器进行数据交换,便于编程控制;同时,硬件按键可直接触发特定功能,操作简单直观 。
低功耗设计:适合电池供电的应用场景,可有效延长录音笔的使用时间。
灵活配置:除基本的录音 / 放音功能引脚外,还有额外两个可编程 IO 口供用户自定义使用,如作为状态指示灯、外部传感器输入等用途 。芯片内部可内置多段语音,采用 4Mbit 大容量 Flash。
(三)WT2605 芯片
无线音频与录音集成:是一款智能型无线音频数据传输、录音、MP3 音频播放芯片。通过蓝牙技术可实现实时的立体声无线音频传输,无需额外驱动,配合简单的外围电路就能确保音频信号质量。同时具备强大的录音功能,可满足录音笔在不同场景下的使用 。
存储与播放:支持外挂 TF 卡或 U 盘,用户可直接存储和播放音频文件,极大地增加了使用的灵活性。
通讯接口:支持与手机等蓝牙设备连接,方便用户通过手机 APP 进行控制和管理音频内容;同时具备 UART 串口控制功能,便于外部微控制器通过串口接口对芯片进行编程和配置,增强了其可扩展性和定制化能力 。
音频处理性能:带有 16bit DAC 和 16bit ADC 的音频编解码器,支持音频均衡器调整。ADC 支持采样率 8,11.025,12,16,22.05,32,44.1 和 48kHz,具有 96dB SNR 的高性能音频 DAC 以及 90dB SNR ADC 。
三、录音笔方案设计推荐
(一)以 WT2000T 为核心的方案
系统架构
输入级:支持双麦克风差分输入,通过 WT2000T 内置 PGA(可编程增益放大器)调节灵敏度,可适应 3 - 10 米的拾音范围,满足不同场景下的录音需求 。
处理单元:WT2000T 独立完成 ADC 采样(16bit/44.1kHz)、环境噪声消除、MP3 实时编码(CBR128kbps),编码后的数据流直接写入 TF 卡,实现高效的音频处理与存储 。
指令交互:外部 MCU 通过 UART 发送标准指令控制 WT2000T,包括录音启停、文件查询、数据块读取等操作,实现对录音过程的精准控制 。
数据传输:当 WT2000T 响应 MCU 请求时,将 TF 卡中的音频文件以 512 字节 / 包的形式通过 UART 回传,数据流格式为 (包头)(长度)(命令码)(数据)(CRC16) 。
网络层(可选):若需要将录音数据上传至服务器,MCU 接收数据包后,可通过 SPI 接口连接网络模块(如 ESP32 - C3),将数据封装为 TCP/IP 协议包上传至服务器,支持编码或二进制直传 。
供电设计:WT2000T 与 MCU 采用独立 LDO 供电(3.3V/500mA),避免数字噪声干扰音频电路,保证音频录制的纯净性 。
状态同步:MCU 通过解析 WT2000T 的状态码(如 0x01: 空闲、0x02: 录音中),驱动 LED 指示灯显示设备工作状态,方便用户了解录音笔的工作情况 。
软件设计
指令化录音控制:MCU 通过 UART 指令精准控制录音启停,同时可调节采样率、增益等级等参数。WT2000T 实时返回硬件状态,如存储异常、低电量等信息,便于 MCU 及时做出响应 。
文件存储与读取:录音文件按日期_时间.wav 格式直接写入 TF 卡,采用无文件系统存储方式,规避 FAT 表风险。MCU 通过指令查询文件列表、分块读取数据(512 字节 / 包),支持断点续传与安全擦除功能 。
裸数据上传(若有网络需求):MCU 将音频数据封装为自定义 TCP 帧(同步头 + 时间戳 + 数据 + CRC),直传服务器。根据网络质量动态切换数据块大小(512 字节),确保传输稳定性 。
低功耗与可靠性:WT2000T 具备三级休眠模式,即工作模式(50mA)→待机(30μA)→深度休眠(2μA),可通过按键 / RTC 定时唤醒。纯 UART 指令驱动实现硬件级高可靠控制,适配低成本 MCU 开发,无软件依赖 。
(二)以 WT2000P 为核心的方案
系统架构
硬件连接:WT2000P 采用 ESOP8 封装,体积小巧。VCC 接电源正极,GND 接地,VOUT 为芯片内部 LDO 输出(IO 耐压为 IOVCC)。P06、P26 为可编程 I/O 口,支持 UART、按键或用户自定义功能。OUTN、OUTP 用于喇叭输出 。
控制方式:可通过 UART 串口与外部 MCU 连接,进行数据交换与控制指令传输;也可通过硬件按键(如 P06 和 P24 支持按键控制播放 / 开始录音 / 结束录音 / 音量配置)直接操作芯片功能 。
存储设计:芯片内部 4Mbit 的 Flash 可用于存储内置语音,若需要扩展存储容量,可外接存储设备(如 SPI - FLASH 等),满足长时间录音的存储需求 。
软件设计
UART 控制:外部 MCU 通过 UART 协议发送指令,实现对 WT2000P 录音、播放、音量调节等功能的控制,编程控制相对简单 。
按键控制逻辑:当使用按键控制时,芯片内部的逻辑电路根据按键的触发情况,执行相应的录音、播放等操作,为用户提供了一种便捷的硬件操作方式 。
自定义功能实现:利用可编程 IO 口,可根据用户需求实现特定的功能,如连接外部传感器,当传感器触发时启动录音等 。
(三)以 WT2605 为核心的方案
系统架构
音频采集与处理:通过内置的 16bit ADC 对麦克风输入的模拟音频信号进行采样,采样率最高可达 48kHz。经过滤波等处理后,将模拟信号转化为数字信号,并编码为 MP3 数据,由于采样产生的数据量较大,编码为 MP3 格式可满足大部分应用场景需求,且其高达 90dB 的信噪比使得声音还原度更高 。
存储与传输:支持外挂 SD 卡存储,最大可支持 32G 存储空间。同时可通过 UART 串口将录音数据传输给蓝牙 BLE 芯片或其他网络模块(如 4G、WiFi 模块)。配合蓝牙 BLE 芯片,可实现实时录音内容上传手机端,手机实时监听,也可指定 SD 卡存储的本地录音内容上传,实际测试 10 米距离稳定传输 。
与外部设备连接:具备一个全双工 UART 接口,通讯速率高达 1Mbps,主要通过该接口与外部器件进行交互,如与主控芯片(如作为主控的 WiFi 模块)进行数据传输。还拥有一个 SPI 接口和一个 SD 卡接口,支持外挂 SPI Flash 和 SD 卡,可通过 USB 连接电脑访问 SD 卡数据 。
软件设计
APP 控制:自主开发的配合录音笔使用的 APP,可提供给客户进行二次开发。WT2605 和 APP 端交互协议采用深圳唯创知音标准 UART 通讯协议,方便客户进行开发和产品的更新迭代。客户通过 APP 可实现手机远程控制录音、实时监听录音内容、一键转换录音文字等功能 。
本地功能控制:支持定时周期录音、声音控制录音功能。开启声控录音后,录音笔可实时检测外部声音,有声音则进入录音,无声音则进入休眠,有效节省存储空间和电量 。
数据处理与传输:芯片对采集的音频数据进行编码、存储等处理,并按照设定的协议与外部设备(如手机、服务器)进行数据传输,确保数据的准确传输与接收 。
四、方案对比与选择
(一)性能对比
录音质量:WT2000T 由于其支持的采样率范围广(8 - 48kHz)、比特率范围大(8 - 320kbps)以及强大的音频处理能力,可实现 CD 级录音音质,在录音质量上表现出色。WT2605 同样具备较高的采样率(最高 48kHz)和 90dB SNR 的 ADC,能保证较好的声音还原度。WT2000P 在录音质量方面也能满足一般的语音录制需求,但相对前两者在高端音质表现上稍逊一筹 。
存储能力:WT2000T 支持 SPI - FLASH、TF 卡、U 盘三种存储介质,最大支持 32GB 容量;WT2605 支持外挂 SD 卡,最大可支持 32G 存储空间;WT2000P 芯片内部有 4Mbit Flash,也可外接存储设备扩展。从内置存储来看,WT2000T 和 WT2605 的可扩展存储容量更大,更适合长时间、大量录音的场景 。
功耗:WT2000T 内置动态功耗调节机制,工作电流≤50mA,休眠模式下功耗低至 uA 级;WT2000P 为低功耗设计,适合电池供电场景;WT2605 虽未明确提及具体功耗数值,但作为一款面向便携设备的芯片,在功耗控制方面也有相应设计。总体而言,三者在功耗方面都有一定优化,能满足录音笔的便携使用需求 。
(二)功能对比
控制方式:WT2000T 主要通过外部 MCU 的 UART 指令控制,指令丰富,可实现精准控制;WT2000P 支持 UART 串口控制和按键直接控制,操作方式更加灵活;WT2605 除了 UART 串口控制外,还支持手机 APP 通过蓝牙进行远程控制,功能更加多样化 。
无线功能:WT2605 具备蓝牙音频传输功能,可实现实时立体声无线音频传输以及与手机等蓝牙设备连接,通过 APP 控制管理音频内容,在无线功能方面优势明显。WT2000T 若要实现网络传输功能,需外接网络模块(如 ESP32 - C3 等),通过 SPI 接口连接后进行数据上传;WT2000P 则没有直接的无线功能 。
自定义功能:WT2000P 有额外两个可编程 IO 口供用户自定义使用;WT2605 也具备一定的可扩展性和定制化能力,通过 UART 串口控制可实现多种功能配置;WT2000T 通过指令化控制也能在一定程度上满足不同应用场景的需求,但在硬件引脚自定义方面相对较弱 。
(三)适用场景选择
专业录音场景:如会议记录、采访等对录音质量和存储容量要求较高的场景,WT2000T 凭借其出色的音频处理能力、广泛的存储支持以及稳定的性能,是较为理想的选择。其通过 UART 与 MCU 的配合,可实现对录音过程的精细控制以及数据的可靠存储与传输 。
消费级便携录音场景:对于普通消费者日常使用的录音笔,如记录学习内容、生活片段等,WT2000P 和 WT2605 都较为合适。WT2000P 的按键控制和低功耗设计,使其操作简单且续航能力较好;WT2605 的蓝牙功能和 APP 控制,增加了使用的趣味性和便捷性,用户可通过手机方便地管理录音内容 。
需要无线传输功能的场景:如果录音笔需要实时将录音数据传输到手机或服务器等设备,WT2605 无疑是最佳选择。其蓝牙传输功能以及可外接网络模块实现 4G、WiFi 传输的特性,能很好地满足数据实时传输的需求 。
五、总结
WT2000T、WT2000P、WT2605 等录音芯片为录音笔的设计提供了多种优秀的方案。通过对芯片特性、系统架构、软件设计以及方案对比的分析,可以根据不同的应用场景、性能需求和功能要求,选择最合适的录音芯片方案来开发录音笔产品。这些方案在录音质量、存储能力、功耗控制、功能多样性等方面都有出色的表现,能够满足市场上多样化的需求,为录音笔产品的创新与发展提供有力支持 https://www.wtchip.com 。