EVAL_AUDIO_MA2304xNS_B評估板使用指南：音頻放大器設(shè)計的得力助手

作為電子工程師，在音頻放大器設(shè)計領(lǐng)域不斷探索時，一款優(yōu)質(zhì)的評估板能為我們的工作帶來極大便利。今天就來詳細介紹一下EVAL_AUDIO_MA2304xNS_B評估板，它是針對MERUS?音頻的MA2304DNS和MA2304PNS放大器的評估與演示板，能幫助我們評估和展示MERUS?技術(shù)的關(guān)鍵特性與優(yōu)勢。

文件下載：Infineon Technologies EVAL_AUDIO_MA2304DNS_B評估板.pdf

評估板概述

主要特點

這塊評估板包含數(shù)字輸入/輸出（I/O）以及多種輸出和設(shè)置/選擇功能。值得一提的是，它配備了一個板載降壓電源發(fā)生器（可選擇1.8 V/3.3 V），這意味著我們只需要一個外部電源（PVDD）即可，簡化了電源配置。其能評估和展示的MERUS?技術(shù)優(yōu)勢眾多，比如在能源效率方面，它能降低典型音頻聆聽水平下的功率損耗和空閑功率損耗；具備自適應(yīng)電源管理系統(tǒng)；無需輸出濾波組件，從而降低了解決方案的成本和尺寸；音頻性能出色，擁有良好的THD性能和音頻質(zhì)量。

音頻性能參數(shù)

• 音頻通道數(shù)量：支持2（BTL）或1（PBTL）個音頻通道。
• 音頻輸入格式：采用數(shù)字輸入，支持I2S、LJF、RJF或TDM格式。
• 典型電源電壓：18 V（PVDD）。
• 輸出噪聲水平：在高音頻性能模式下為52 μVRMS。
• 動態(tài)范圍：高音頻性能模式下可達106 dB。
• 空閑功耗：在PVDD = 18 V的低功耗模式下為52 mW。
• 效率：在1 W、8 Ω負(fù)載下效率超過79%；在滿量程、8 Ω負(fù)載下效率超過90%。

設(shè)備類型識別

評估板（EVK）的類型——MA2304DNS/MA2304PNS，會印在EVK的頂部，同時也會標(biāo)注在EVK PCB底部的序列號標(biāo)簽上，方便我們識別。

評估板設(shè)置

所需設(shè)備與配件

評估套件包含EVAL_AUDIO_MA2304xNS_B板、I2S接口板（模擬輸入、S/PDIF同軸和S/PDIF光纖）、Micro-USB電纜和22 μH功率電感。此外，進行操作和評估還需要一個10至20 V的直流電源，能夠提供6 A（BTL）或12 A（PBTL）的電流；需要揚聲器和揚聲器線；如果要進行數(shù)據(jù)手冊規(guī)格測試，還需要一個2至8 Ω的電阻負(fù)載和一個配備D類測量濾波器的音頻分析儀。

連接與接口說明

主評估板

EVAL_AUDIO_MA2304xNS_B板集成了MA2304xNS芯片、數(shù)字I/O接口、使能和靜音開關(guān)、揚聲器端子、電源端子塊以及USB端口，為我們提供了豐富的連接和控制選項。

接口板

可選散熱片

EVAL_AUDIO_MA2304xNS_B板預(yù)留了安裝可選散熱片的孔位。當(dāng)需要高連續(xù)輸出功率時，建議使用散熱片，推薦的散熱片型號為Wakefield-Vette 960 - 31 - 28 - DAB - 0，導(dǎo)熱材料可選用3M Electronic Specialty 5519 - 155x210。

評估板接口與連接器

數(shù)字I/O擴展接口注意事項

數(shù)字I/O擴展接口（J1）可讓我們訪問音頻和控制信號（分別為I2S和I2C），以及多個MA2304xNS GPIO引腳和板載VDD電源（3.3或1.8 V）。該接口主要用于連接接口板或外部設(shè)備（如外部I2S、MCU等）進行測量和調(diào)試。J2接口包含與J1完全相同的信號，可用于監(jiān)控I/O數(shù)字信號。MA2304xNS作為I2S從設(shè)備，默認(rèn)接受SCK（位時鐘）和WC（字時鐘）作為輸入，且SCK = 64 × WC。

評估板操作

推薦操作條件

撥動開關(guān)功能

揚聲器負(fù)載

評估板采用無濾波器放大器設(shè)計，在放大器輸出和負(fù)載之間無需LC濾波器。正常使用時，放大器依靠揚聲器的固有電感，無需額外電感。評估板配備了可與功率電阻串聯(lián)使用的電感，在沒有實際揚聲器作為負(fù)載且音頻分析儀輸入部分沒有外部低通濾波器（LPF）的情況下進行測量時可以使用。但要注意，許多音頻測量分析儀直接連接到無濾波器放大器輸出時可能無法正常工作，具體測量方法可參考后續(xù)章節(jié)。

配置軟件

評估板可配合PC圖形用戶界面（GUI）軟件使用，用于控制MA2304xNS設(shè)備。MA2304xNS默認(rèn)情況下可以播放音頻，但要充分利用芯片提供的眾多功能，就需要對設(shè)備進行配置。具體的安裝和使用方法可參考MERUS?音頻放大器配置器用戶手冊。

啟動順序

為確保評估板正常啟動，建議按照以下順序操作：

1. 確保撥動開關(guān)處于“關(guān)閉”和“靜音”位置。
2. 將所有電纜（揚聲器/負(fù)載、USB和電源）連接到評估板。
3. 將外部I2S數(shù)字音頻源連接到評估板的數(shù)字I/O接口（J1），評估板默認(rèn)I/O電壓為3.3 V。
4. 打開PVDD電源。
5. 在啟用放大器之前，確保I2S時鐘信號正常。
6. 將SW_ENABLE撥動開關(guān)設(shè)置為“開啟”位置，啟動評估板。
7. 將SW_MUTE撥動開關(guān)設(shè)置為“取消靜音”位置，開始播放聲音。 使用完畢后，將放大器靜音并關(guān)閉PVDD電源。

測量方法

與線性放大器甚至“常規(guī)”開關(guān)放大器相比，為MA2304DNS或MA2304PNS設(shè)置可靠的測量配置需要更多的精力。這是因為MA2304xNS是無濾波器放大器，借助MERUS?音頻多級技術(shù)，無需外部（通常昂貴且笨重）的LC濾波器來去除開關(guān)殘留信號，且開關(guān)殘留信號比“常規(guī)”開關(guān)放大器低幾個數(shù)量級。為獲得可靠的測量結(jié)果，MA2304xNS設(shè)備需要在音頻分析儀的輸入級前面添加一個單獨的外部LPF。大多數(shù)音頻分析儀的輸入級帶寬有限，無法跟蹤放大器輸出級的快速變化，可能導(dǎo)致THD + N測量不準(zhǔn)確。推薦的測量設(shè)置是在音頻分析儀（如安裝了串行接口I/O選項的APx525）前面添加一個LPF級（AUX - 0025），建議使用平衡輸入測量配置。

其他重要信息

原理圖與PCB布局

文檔提供了評估板的原理圖和PCB布局圖，包括主頁面、放大器頁面、MCU頁面和電源頁面等，方便我們深入了解評估板的電路設(shè)計和布局。

物料清單

詳細的物料清單列出了評估板上使用的各種元器件，包括型號、數(shù)量、制造商和零件編號等信息，為我們進行硬件設(shè)計和維修提供了參考。

修訂歷史

記錄了文檔的版本更新信息，最新版本為V1.1（2023 - 09 - 22），更新內(nèi)容為更新了圖3。

總結(jié)

EVAL_AUDIO_MA2304xNS_B評估板為我們評估和開發(fā)MA2304DNS和MA2304PNS放大器提供了全面的解決方案。通過了解評估板的特點、設(shè)置方法、操作步驟和測量方法，我們能夠更好地利用這塊評估板進行音頻放大器的設(shè)計和測試。在使用過程中，一定要嚴(yán)格按照文檔中的說明進行操作，確保評估板的正常運行和測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。大家在使用這款評估板的過程中遇到過什么問題嗎？歡迎在評論區(qū)交流分享。