T3-V-PRO 模组硬件参考设计

本文为 T3-V-PRO 模组 使用者提供了产品硬件信息和设计开发参考。通过本文，您可以对该模组有整体认识，对产品的技术参数有明确了解，进而完成相关功能类产品或设备的应用开发。

接口说明

T3-V-PRO 模组内置 Wi-Fi + Bluetooth LE 无线芯片、语音芯片、一路 SPK 电路（内置功放），一路 MIC 电路，一路 AEC 回采电路。支持豆包、DeepSeek，通义千问、OpenAI、Gemini 等大模型，支持按键唤醒、唤醒词唤醒、随意对话等功能，可以为用户提供生动有趣的 AI 语音交互体验，非常适合于 AI 智能玩具等产品。

模组有 3 路 UART 接口：

• 模组烧录串口：可用于 MCU 对接，使用涂鸦通用对接协议，其默认波特率为 115200 bps。

• 模组日志串口：主芯片 LOG 串口。

• 语音芯片串口：语音芯片烧录串口。

  管脚号	信号名称	功能描述
  7	TX0	串口 0，可做下载口，可做 MCU 通用对接
  8	RX0	串口 0，可做下载口，可做 MCU 通用对接
  4	TX1	串口 1，日志串口
  5	RX1	串口 1，日志串口
  10	CI_TX0	语音芯片烧录口
  11	CI_RX0	语音芯片烧录口

模组与 MCU 串口通信

• 模组与 3.3 V MCU 配合处理模式

  

• 模组与 5 V MCU 配合处理模式。下图中，电平转换器可以通过双向电平转换芯片实现，也可通过 MOS 管或三极管电路实现。

  

电平转换电路参考

• NMOS 管转换电路参考，本示例利用 NMOS 管和内嵌的体二极管实现数据的双向通信。

  

• NPN 三极管转换电路参考，本示例利用 NPN 三极管实现数据的单向通信。

  

电路设计要求

串口走线需尽量短，周围包地处理，远离射频和周期性信号线。

T3-V-PRO 有一组 SPI 接口，管脚描述：

管脚号	信号名称	功能描述
33	SPI_CSN	GPIO15，SPI 片选信号
34	SPI_MISO	GPIO17，SPI 主输入、从输出
35	SPI_SCK	GPIO14，SPI 接口时钟信号
36	SPI_MOSI	GPIO16，SPI 主输出、从输入

SPI 接口电气特性及接口应用

本模组的 SPI 接口电平为 3.3 V。若您的 MCU 系统电平为 5 V，则需在模组和 MCU 之间增加电平转换器。推荐使用一个支持 SPI 数据速率的电平转换器。参考电路如下图所示：

原理图参考设计

注意事项

天线净空声明

• 天线辐射方向外壳不可使用金属材质、或在塑料壳体表面使用含有金属成分的喷漆和镀层。天线周围避免使用金属螺丝、金属铆钉或其他金属器件影响天线的辐射。
• 顶盖到天线的距离会影响天线的性能。外壳距离天线越远，性能影响越小。
• 上下壳到天线的距离会影响天线的性能。外壳距离天线越远，性能影响越小。
• 模组尽量远离喇叭、电源开关、摄像头、HDMI、USB 等高速信号设备，避免引起干扰。
• 天线附近避免金属遮挡，如有同频信号干扰，需充分评估保证隔离度。

天线放置方式

• 水平放置
  模组建议放置在底板边缘，天线朝外，模组 GND 与底板 GND 平齐，并且充分连接。
• 嵌入放置
  模组嵌入底板上，在底板上开槽，开槽深度要与模组 GND 齐平或更深，开槽宽度距离模组板边间隔不低于 15 mm。如果开槽宽度继续加宽，性能相应提高，但相较于水平放置模式相对弱些。
• 垂直放置
  模组垂直插入底板卡槽内，天线朝上，模组 GND 与底板 GND 充分连接。理想情况下，天线周围净空 ≥15 mm。

Mic 和 Speaker 选型及相关设计方案

• Mic 选型

  • Mic 声学技术指标参考：
    • 模拟麦克风：Sensitivity ≥ -38 dBV，SNR ≥ 62 dB，THD ≤ 1%，AOP ≥ 120 dB SPL
    • 数字麦克风：Sensitivity = -26±2 dBFS，SNR ≥ 62 dB，THD ≤ 1%，AOP ≥ 120 dB SPL
  • 建议优先选 Mems mic（更好的 SNR 和一致性与可靠性）。
  • Mic 的频响在 100 Hz ~ 8 kHz 内尽量保持平坦，频响波动 ≤ 3 dB。
  • Mic 相位一致性在 100 Hz ~ 4 kHz 频段内，建议相位一致性 ≤ 5°，在 4 kHz ~ 8 kHz 频段内，相位 ≤ 10°。

• Speaker 选型

  • 各频段喇叭单体失真：100 Hz ~ 200 Hz，THD < 8%；200 Hz ~ 400 Hz，THD < 5%；400 Hz ~ 8 KHz，THD < 3%

• 回采和 PA 设计建议

  • 回声参考信号靠近喇叭侧，要求在 PA 输出端回采，T3-V-PRO 模组内部已内置 PA 和回采电路。
  • 扬声器⾳量最⼤时，输⼊到⻨克的回声参考信号不能有饱和失真，最⼤⾳量下功放输出 THD 满⾜：100 Hz ~ 10 kHz，THD ≤ 1%。
  • 最大音量时，扬声器系统的 THD 要求：100 Hz ~ 200 Hz，THD < 8%； 200 Hz ~ 400 Hz，THD < 5%；400 Hz ~ 8 kHz，THD < 3%。
  • 扬声器⾳量最⼤时，⻨克风处拾⾳的声压不超过 102dB@1kHz。
  • ⾳量最⼤播放时，回采信号峰值 -3 dB 到 -6 dB。

• AEC 效果验证

  • Dump 3 路⾳频（1 路 Mic + AFE 回采 + AEC 消除后的⾳频），再使⽤音频工具软件查看⾳频是否存在饱和、丢数据等问题。

• Mic 腔体设计

  • 壳体上的麦克风 ID 拾音孔至少 ＞ 0.8 mm。
  • 壳体上的孔长越短越好，孔的直径越大越好，出音孔的径深比 ≥ 1:3。
  • Mic 要远离干扰源（如排风扇）或震动源（如喇叭震动、结构震动）。同时，麦克风需要有硅胶套和固体表面隔绝，起到降低壳体震动传声以及密封的作用。
  • 选择尽可能软的硅胶套减小 Mic 和模具之间的震动。
  • 拾音孔避免两端小中间大的前腔结构设计，形成谐振腔。

• Mic 和 Speaker 布板注意事项

  • 整机腔体的密封性需要保证 Mic 录⾳不会受到喇叭播放内部回录回震的影响。
  • 保证喇叭有单独⾳腔播放，且⻨克⻛与播放腔体完全隔离；部分因结构件产⽣的⽓孔⽤泡棉或者打胶等⽅式隔离。
  • Mic 拾音孔朝向和 Speaker 发生孔朝向不要在同一侧平面，角度最好为 90 度及以上。
  • 喇叭发声孔和麦克风拾音口距离尽可能远，条件允许的话建议 100 mm 以上。
  • ⻨克⻛与设备外壳之间也可以加硅胶套或泡棉等进⾏密封和防震。

PCB Layout

• 电源走线尽量短、粗，环路尽量小；模组主电源上如果穿层至少两个 12mil 过孔（内径）。
• 电源尽量以覆铜形式，散热注意多打地孔，注意单线电流承载能力，T3-V-PRO 模块最大电流按 1 A 设计。线宽对应值：表层 1 oz 铜厚为例，20 mil 线宽对应 1 A（不考虑温升）。
• 模块音频输出信号 SPK+ 和 SPK- 需要走差分线并整组包地，走线尽量短。线宽根据输出峰值电流进行计算，建议至少 30 mil。
• Mic 需差分走线并整组包地，走线尽量短，建议线宽 8 mil 以上。

烧录

• 主控芯片烧录需要连接 VBAT、GND、TX0、RX0、RST。
• 语音芯片烧录需要连接 VBAT、GND、CI_TX0、CI_RX0、CI_PWR（3.3V）。

相关文档

• T3-V-PRO 模组规格书