无线领夹式麦克风

项目简介

本项为无线领夹式麦克风，分为发射器和接受器。发射器主要用于采集和传输音频，接受器用于接收、输出和录制音频。发射器和接收器都采用ESP32-S3作为主控芯片，采用WIFI(150Mbps)或蓝牙(2Mbps)传输无损的音频数据。发射器支持编码高达192kHZ(32bit)的无损麦克风音频数据；接收器则支持384kHZ(32bit)的音频输出或者作为USB音频设备输出。

介绍视频

B站链接：https://www.bilibili.com/video/BV1DfvtBJEjh

待固件版本更新后，会继续更新此视频

QQ 交流群：684798636

固件开源链接：https://github.com/mcdudu233/Wireless_Microphone.git

设备参数

发射器

发射器参数
	通道数	立体声 (2通道)
	采样率	192kHz/32bit
音频	动态范围	111dB
	信噪比	105dB
	总谐波失真	-95dB
	其他	48kHz时支持动态范围增强，增强至动态范围117dB，信噪比110dB
	频率	2.4GHz (WiFi/BLE)
射频	功率	21.0dB (最大)
	传输距离	暂未测试
	电压	3.7V
电池	容量	210mAh
	使用时长	暂未测试
	充电时长	约1小时
尺寸	线路板	长: 4cm; 宽: 2cm; 顶点圆角: 0.3cm
	外壳	长: 4.5cm; 宽: 2.3cm; 高: 1.0cm; 顶点圆角: 0.3cm
重量	暂未测试

接收器

接收器参数
	通道数	立体声 (2通道)
	采样率	384kHz/32bit
音频	动态范围	112dB
	信噪比	112dB
	总谐波失真	-95dB
	其他	支持软件静音
	频率	2.4GHz (WiFi/BLE)
射频	功率	21.0dB (最大)
	传输距离	暂未测试
尺寸	线路板	长: 4cm; 宽: 1.5cm; 顶点圆角: 0.3cm
	外壳	长: 4.3cm; 宽: 1.8cm; 高: 1.0cm; 顶点圆角: 0.3cm
重量	暂未测试

实物图

组装流程

线路板焊接

1. PCB下单时请选择四层板、板厚1.0MM、外层1oz内层0.5oz和阻抗JLC04101H-7628。

分别打印发射器和接收器的线路板，打印出来应该如下图所示：

2. 接下来就是焊接了，元件可以按照嘉立创提供的BOM购买。由于电子元件基本都是0402的，这里建议使用SMT或者用恒温加热台进行回流焊。

• 发射器建议先焊接小的电容电阻，再焊接电源芯片，测量电源正常后再焊接芯片。最后用电烙铁焊接背面的元件（主要是3.5mm接口和麦克风）。

注意焊接好正面后（带芯片的一面）记得连接到电脑测试是否能识别！不能识别请检查芯片是否虚焊或者短路！ 正常的话设备管理器会正常显示端口如下。

• 接收器类似的，建议先焊接小的电容电阻，再焊接电源芯片，然后将TYPEC接口焊接好（可以用电烙铁或者反过来回流焊），测量电源正常后再焊接芯片。

在焊接背面之前，也要连接上电脑测试一下！如果出现设备一直重连的情况多半是TYPEC接口虚焊或者芯片虚焊，请检查！ 接下来就可以翻面焊接啦，用加热台焊接背面的元件（温度可以稍微调高点，注意不要碰掉反面的元件）

最后才用电烙铁焊接屏幕，注意排线可能需要减掉两边多出来的部分，像以下这样。

注意排线焊接方向！否则不容易放进3D外壳里面！

3D外壳组装

1. 打印出来的按钮建议先用砂纸打磨一下，不然按键可能会有点小卡。

2. 接着组装发射器，按下图所示，先把按钮放进去。

将线路板放进去，注意测试一下按钮能不能按下去。

屏幕排线像这样折。

然后用胶水粘好。

再把背面封起来即可。

3. 接着组装发射器，也先将按钮装进去。

先把锂电池(建议规格210mAh长30mm宽14mm高5mm)焊接到线路板上，像这样。

然后装进去。

将麦克风焊好。

最后封盖即可。

程序烧录

打开ESP程序下载工具，选择ESP32S3，打开。

选择 SPI SPEED 为 80MHz ， SPI MODE 为 QIO ，点击 START 看看是否能获取到芯片的信息。

如果没问题，继续按照以下地址填写烧录路径（直接 0x0 即可）。

完成以上点击 START 直接烧录即可。

原理解析

发射器部分

整体概览

发射器主要用于音频采集和传输，因此必须要有音频数据发送部分（主控的WIFI和蓝牙）、音频采集部分（音频编解码器）。

发射器的大部分元件都在正面，所有的IC芯片都在正面，其中上半部分是主控，下半部分是音频编解码器。

发射器的背面只包含3.5mm接口和两个内置麦克风。

整个发射器采用四层板，中间两层为电源层，表层和底层用来走信号线，其中音频线全部走底层。

内层1用来走3.3V供电和其他电源供电（这里音频3.3V和数字3.3V是隔离开的），内层2全部为GND接地。

主控部分

发射器和接收器的主控都为ESP32-S3，因为它同时支持WIFI和蓝牙，方便数据传输。

电路图中采用ESP32-S3R8，自带8Mb的PSRAM（用于缓存音频数据），但是还要外挂一个16Mb的Flash储存程序。

电源部分

由于所有的IC芯片都采用3.3V供电，电源主要有5V(USB)、3.3V和3.7V(锂电池)。

为了减少音频的干扰，产生两路3.3V供电，其中音频部分分为3.3V的数字信号供电和3.3V的模拟信号供电。这里都采用LP5907芯片，其电源纹波抑制比(PSRR)非常高，有利于抑制电源噪声。

对于主控，也产生一路3.3V供电。由于主控电流较大，采用TLV757芯片，能够提供1A的电流。

因为发射器带锂电池，还要锂电池充电芯片TP4057，提供约200mA的充电电流（不能太大，锂电池容量不是很大）。同时还必须带电源切换，这里有MOS管和二极管组成。

音频编解码器

音频部分统一采用I2S协议连接到主控芯片上。

音频编码(ADC)器采用PCM1822芯片，提供192kHz和32bit的编码能力，提供高质量音频数据。

音频解码(DAC)器的解码能力要超过编码器，因此采用PCM5102芯片，有384kHz和32bit的解码能力。

其他器件

发射器还提供了一个按键，用于控制发射器连接等等操作。同时还有一个WS2812作为指示灯，展示发射器当前的状态（如已连接或连接中）。

接收器部分

整体概览

跟发射器类似，正面是所有的IC芯片，左半部分是主控部分，右半部分是音频编码器电路。

背面主要放置接口，有TF卡槽、3.5mm耳机口等等。

主控部分

主控部分跟发射器类似，天线放置在板子的最左段并净空。

电源部分

供电部分和发射器不太一样，这里为了节省空间，只采用了两路供电。

第一路为数字供电，采用TPS785芯片，这个芯片输出波纹小且对噪声的控制很好，防止对音频编码器产生干扰。

第二路为模拟供电，专为音频编码部分提供模拟电源，隔离数字电路的噪声。

音频编码器

音频编码器部分跟发射器类似。

显示屏

为了节约宝贵的物理空间，这里采用了0.96寸显示屏。显示屏的位置如下图所示，在芯片的上方。

显示屏采用SPI协议，直接连接主控芯片。背光部分采用PWM调光，用三极管作为开关电路。

其他器件

接收器可以录制音频数据，因此需要TF卡来存储，在板子背面提供一个TF卡槽。

除此之外，为了控制显示屏上的设置，还需要两个按钮，在板子的下半部分。

代码开源

测试版代码已经开源到 GitHub 上，地址如下：

https://github.com/mcdudu233/Wireless_Microphone.git

以后的固件更新都在 GitHub 上的 Releases 中发布：

https://github.com/mcdudu233/Wireless_Microphone/releases

注意事项

• 本项目焊接难度较大！遇到问题时建议先检查是否有虚焊！

常见问题：

1. 接收器接到电脑上后不断重连：多半是TYPC接口没有焊接好，请检查！或者是芯片部分虚焊！
2. 目前部分功能不可用，比如说TF卡等等，待固件更新。