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reSpeaker XVF3800 USB 4 麦克风阵列(搭配 XIAO ESP32S3)

概述

ReSpeaker XVF3800 USB 4-Mic Array 是一款基于 XMOS XVF3800 的专业环形 4 麦克风阵列。它具备 AEC、AGC、DoA、波束成形、VAD、噪声抑制、去混响以及 360° 语音采集(最远可达 5 米)等功能。同时支持双工作模式,非常适合高级语音应用。与 Xiao ESP32S3 结合使用时,控制 ReSpeaker XVF3800 USB 的能力更加强大,释放无限可能。

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特性

  • 芯片升级:从 XVF3000 升级为 XVF3800

  • 四麦克风阵列:4 个高性能麦克风呈环形排布,可实现 360° 远场语音采集(最远 5 米)

  • 高级音频处理:由 XVF3800 提供算力,支持 AEC、多波束成形、去混响、DoA 检测、动态噪声抑制、60dB AGC 范围

  • 唯一设备序列号:内置 SN,支持多设备部署和高级设备管理

  • 双工作模式:USB 即插即用模式用于快速连接 PC,INT-Device(I2S)模式用于嵌入式系统集成——可通过 USB 或 I2C 命令配置,并通过切换固件实现

  • 开源兼容性:可与 USB 主机(Windows、macOS、Raspberry Pi OS)以及 I2S 主机(XIAO 系列、ESP32、Arduino)配合使用。

  • 可视化反馈:可编程 RGB LED 和状态指示灯用于显示设备状态和语音活动

  • 音频质量相当或更佳:与上一代产品相比

入门指南(I2S 与 USB 固件)

默认情况下,reSpeaker XVF3800 USB 4 麦克风阵列搭配 XIAO ESP32S3 使用 I2S 固件。在 I2S 模式下,它不会被识别为 USB 设备

你可以通过安装对应固件在 I2S 和 USB 模式之间切换。使用安全模式将设备作为 USB 设备连接,并烧录固件,以更新固件或在模式之间切换。

烧录 I2S 固件

要将 reSpeaker XVF3800 与 XIAO ESP32S3 搭配使用,请确保 reSpeaker XVF3800 固件为 I2S 版本,并更新到最新版本。 请访问此章节

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要与 XIAO ESP32S3 协同工作,你需要将其烧录为 I2S 固件。然而,I2S 固件不支持 USB DFU(设备不会被识别为 USB 设备)。请切换到安全模式,因为它同时支持 USB DFU 和 I2C DFU。要了解更多信息,请访问此章节

硬件总览

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主要组件

组件 / 特性描述
主音频处理器XMOS XVF3800,负责包括 AEC、波束成形、噪声抑制等在内的音频处理。
麦克风阵列环形排布的 四路 PDM MEMS 麦克风,支持 360° 远场语音采集(5m)
音频编解码器TLV320AIC3104,负责音频转换和输出。
RGB LED12 颗 WS2812 可单独寻址的 RGB LED,用于可视化反馈(如状态、语音活动)。
静音按键按下可 静音/取消静音 麦克风输入。
静音指示 LED点亮(通常为红色)表示音频已静音。
复位按键用于对板卡/系统进行硬件复位。
USB Type-C 接口用于 供电和数据传输(符合 USB Audio Class 2.0)。
3.5mm AUX 耳机插孔为耳机或有源音箱提供音频输出。
扬声器连接器JST 扬声器接口,支持 5W 功放扬声器
调试焊盘XTAG4 或其他编程器提供调试访问。
I2C 与 I2S 排针为与外部设备进行 I2C 和 I2S 通信 提供引出排针。
未使用 IO 焊盘(XIAO)连接到 XIAO 模组的额外 I/O 焊盘。
I2S 与 I2C 通信通过这些协议支持与 Raspberry Pi、PC 等外部主机连接。
USB 与 INT-Device 模式双模式运行:即插即用 USB 模式或通过 I2S 的内部 INT 设备模式。
唯一序列号内置 设备 SN,用于标识和多设备管理。
开源兼容性可与 Arduino、Raspberry Pi、PC/Mac 协同工作,并兼容 XIAO 系列
高级音频特性AEC、波束成形、去混响、DoA 检测、基于 DNN 的噪声抑制、60dB AGC。
可视化反馈通过 RGB LED 灯效状态指示灯 显示设备状态和音频活动。
音频质量基于 XVF3000 的上一代设计 相当或更佳。

XIAO ESP32S3 支持

  • 立体声 I2S 输入/输出,具备多种输出选项;I2C 接口用于配置和管理 XVF3800 参数。
  • 通过 IO 引脚复位 XIAO
  • 接口与焊盘

引脚分布

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板载 WIFI 天线

在使用 XIAO ESP32S3 时,无需外接天线——只需连接天线焊盘即可使用板载 PCB 天线。

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GPIO 概览

reSpeaker XVF3800 提供 3 个输入引脚(GPI)和 5 个输出引脚(GPO)用于外部控制。你可以使用它们读取按键状态,或控制诸如静音 LED、功放或 LED 等硬件。

引脚名称方向功能
X1D09输入 (RO)静音按键状态(释放时为高电平)
X1D13输入 (RO)悬空
X1D34输入 (RO)悬空
X0D11输出 (RW)悬空
X0D30输出 (RW)静音 LED + 麦克风静音控制(高电平 = 静音)
X0D31输出 (RW)功放使能(低电平 = 使能)
X0D33输出 (RW)WS2812 LED 供电控制(高电平 = 打开)
X0D39输出 (RW)悬空

软件准备

安装 Arduino IDE

根据你的操作系统下载并安装稳定版本的 Arduino IDE


安装 Arduino-ESP32

要通过开发板管理器开始安装流程,请按照以下步骤操作:

  • 安装当前上游版本的 Arduino IDE,版本需为 1.8 或更高。当前版本可在 arduino.cc 网站获取。

  • 启动 Arduino 并打开 Settings 窗口。

  • 在 Additional Board Manager URLs 字段中输入上述任一发行链接。你可以添加多个 URL,用逗号分隔。

https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json

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  • 从侧边栏打开 Boards Manager,搜索 ESP32 并点击 INSTALL

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  • 重启 Arduino IDE。

支持库

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请安装 Arduino Audio Tools 库,以便运行提供的示例。

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