一、前言:矿山井下音频通信现存行业痛点
煤矿、金属矿山井下巷道、破碎硐室、皮带运输廊道属于极端严苛的声学工况,风机、空压机、掘进钻机、矿车皮带持续运转,环境叠加稳态机械噪音 + 矿石撞击瞬态异响,现场环境噪声普遍突破 85dB 以上。传统矿用对讲终端、井下通话柱普遍面临三大工程顽疾:
A-68 双麦波束成型语音处理模块落地多座矿山对讲改造,从硬件选型、电路设计、固件适配三个维度落地矿用方案,实测彻底解决回音、降噪、远场拾音三大痛点,下文分享工程落地细节。
二、A-68 模块硬件参数适配矿场的核心优势
A-68 是内置专用声学 DSP 的工业级语音处理模组,原生参数对标矿山极端工况需求,关键电气与声学指标如下:
| 供电范围 | DC4V~6.5V,可选 3.3V 输入 | 兼容矿用本安电源、防爆箱供电,适配井下多种供电架构 |
| 工作功耗 | <25mA 超低功耗 | 降低终端整机功耗,适配井下电池供电巡检终端,符合本安低功耗设计要求 |
| 回音消除 AEC | 最高 90dB,支持 100ms 延迟回音抑制 | 密闭巷道全双工免提无啸叫,抵消腔体与巷道反射回声 |
| 环境降噪 ENC | 45dB 通用降噪,双麦波束最高 90dB | 抑制风机、机械撞击、巷道风噪,精准保留操作人员人声 |
| 拾音距离 | 10cm~500cm 三档程序可调 | 近距操作台(10~50cm)、硐室远距离喊话(3~5m)全场景覆盖 |
| 音频输出 | 模拟双声道 + I2S 数字双输出 | I2S 数字输出规避井下射频干扰,彻底解决变频器干扰底噪问题 |
| 工作温区 | -45℃~85℃宽温 | 覆盖井下井口低温、机电硐室高温全温度区间,潮湿高湿工况稳定运行 |
| 外形尺寸 | 23.5mm×19mm,2.54mm 间距半孔焊盘 | 体积小巧,可直接贴片于原有矿用终端 PCB,老设备改造无需重新开模 |
模块固件分纯降噪、消回音 + 降噪、立体声降噪三种模式,通过烧录不同程序快速切换,适配井下固定通话柱、井上调度对讲、应急报警广播三类产品。
三、矿场三大场景硬件接线与落地方案
3.1 井下固定硐室全双工通话柱(消回音 + 降噪模式,双数字麦)
井下避难硐室、变电硐室固定式对讲,采用消回音降噪固件,双 PDM 数字硅麦接模块 1~4 脚(3V3、GND、CLK、DAT);功放喇叭的音频参考信号接入 17 脚 LIN,作为 AEC 回音消除采样源,D 类大功率功放前端串联 10K 分压电阻,避免大功率信号击穿模块 ADC 输入端。 音频输出分两路:老设备保留模拟输出(13/15 脚 LOUT/ROUT)接入原有功放;新开发数字化终端选用 7~10 脚 I2S 数字输出,16K/16bit 左对齐格式,接入主控 MCU,隔绝井下电机射频干扰。
实测:硐室风机全开(现场噪声 92dB),3 米距离正常说话人声清晰,全双工通话无回音啸叫。
3.2 皮带廊、破碎站远距离广播对讲(纯降噪 + 波束成型模式)
皮带运输机廊道、破碎车间噪音杂乱,启用双麦夹角波束降噪,双麦克风同平面摆放间距 3~8cm,默认 60° 定向拾音束,波束范围外的设备噪音、侧向杂讯最高 90dB 抑制,仅保留正前方操作人员喊话声音。 部分存量老式矿用终端采用驻极体麦,在 MIC 前端增加偏置电阻 + 8 倍前置放大电路,弥补驻极体信号幅值偏低缺陷,无需改动原有终端外壳。
3.3 井上调度室、井口值班对讲(立体声降噪模式)
调度台需要双向录音存档,切换立体声降噪固件,双麦信号左右声道独立输出至 13/15 脚,两路音频分开存储,满足矿山安全生产通话留档规范;无消回音功能,仅做环境降噪,过滤空调、机房设备稳态噪音。
四、老矿用终端低成本改造要点(工程师避坑指南)
五、项目落地实测数据与改造收益
某露天矿 + 井下煤矿 22 台老旧通话柱改造后实测:
六、总结与拓展应用方向
A-68 凭借工业级温宽、双输出架构、多固件灵活切换的特性,完美适配矿山井下对讲、应急呼叫报警、井口广播、巡检单兵终端全品类产品,是矿山老旧通信设备智能化降噪改造的优选模块化方案。 后续可拓展应用:矿用井下 IPC 拾音录音、井下电梯五方对讲、井下智能门禁通话等场景




