EasyEDA设计的FM1188对讲系统回音原理

最近有在做一些对讲设备，测试的时候，每次对着麦克风讲完话，总能从面前的喇叭上听到自己讲的话。想起偶尔打电话的时候也会出现相似的情况，就是不知道为什么电话里有自己的讲话声，之前只觉得电话出问题了，或者是信号串了之类的，没思考过。这回是面对面碰到了这种现象，了解后才知道这个是对讲系统设计中最棘手的问题之一，回音问题。经过一段时间与回音问题的抗争，积累了不少回音消除方面的经验，而今天就将这些经验分享给大伙，主要是其中用到的一款消回音调试板。

这次为了分享完整的设计，我使用的工具是EasyEDA。这个网站对硬件设计开源支持非常好，和Github有点相似，不过侧重于开源硬件设计，而且个人觉得比Github亲民很多，Github只有英文版本，天生就是为大神们量身打造的。Github侧重的是软件的开源，有很强大的版本管理功能，能够完全记录每一个文本格式的文件的修改历史，并比对不同版本文件间的不同点，而且支持在线阅读代码。不过这种强大的管理功能也只限于文本格式的文件，对于非文本格式的文件，Github都认为它是一个文件，只记录它的版本，如果你对这个文件修改的内容描述不够 详细，过段时间后需要回滚版本就得很麻烦，而且Github是不支持这种文件的在线浏览的。EasyEDA支持在线进行硬件设计，并且具有很好的项目管理和版本管理功能。挑两张图略略说明一下EasyEDA，因为下面主要是在它上面操作的。

花了点口水，描述了一下设计工具。工欲善其事必先利其器嘛，因此我再花点时间给刚遇到回音问题的伙伴们普及一些基础知识。

   对讲系统回音原理

它的基本原理就是这样，如下图，音源（用户讲话）从本地设备的麦克风采集后，通过网络发往远端设备，远端设备从喇叭中播放出来音源的声音（通常会经过放大），如果远端设备没有进行消回音处理，那么这个远端设备的喇叭播放出来的声音，就会被远端设备的麦克风采集到，并通过网络传回到本地设备，并经过放大，从本地喇叭播放处理。

模拟对讲系统比较少出现对讲回音问题，原因有两个：1、传输延时很小，即使有声音，通常也会隐藏在自己的讲话声中，使用者不容易察觉。2、也由于第一点原因，模拟系统的消回音处理也相对简单（有了解过回音消除算法的伙伴们应该知道这个回音回来的时间上是关键参数，这里不讨论回音算法，所以不赘述），直接将输出和输入做减法运算，消回音效果就基本能保证了。我们常用的模拟对讲系统有传统的固话系统，而IP电话则是（数字）网络对讲系统。

   对讲回音与啸叫区别

下图简单地示意了啸叫的形成，基本的原因就是麦克风采集的音频通过放大后从扬声器播出，若扬声器放得比较靠近麦克风，那么声波通过空间传回麦克风，麦克风将这些放大后的声音再次采集送往功放放大，然后从扬声器播出，以此反复，声音越来越大，从观察者的角度，就更喇叭叫了起来一样，听到刺耳的巨响。这个和海啸有点像，地震波推着海浪向前，后来的波浪会叠加到前面的波浪上，最后越叠越高，形成巨型的海浪，造成惊人的破坏力。

回音也可以引起啸叫，不过这个回传的路径不单只包括空间（声学回声传播路径）还包括电路线缆，不过“叫”起来的原因是一样的，有音频的回环，并且在环上有放大环节。