EVAL_AUDIO_MA2304xNS_B評(píng)估板使用指南：音頻放大器設(shè)計(jì)的得力助手

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

文件下載：Infineon Technologies EVAL_AUDIO_MA2304DNS_B評(píng)估板.pdf

評(píng)估板概述

主要特點(diǎn)

這塊評(píng)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(gè)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(gè)外部電源（PVDD）即可，簡(jiǎn)化了電源配置。其能評(píng)估和展示的MERUS?技術(shù)優(yōu)勢(shì)眾多，比如在能源效率方面，它能降低典型音頻聆聽(tīng)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(wú)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(gè)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(dòng)態(tài)范圍：高音頻性能模式下可達(dá)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(guò)79%；在滿量程、8 Ω負(fù)載下效率超過(guò)90%。

設(shè)備類(lèi)型識(shí)別

評(píng)估板（EVK）的類(lèi)型——MA2304DNS/MA2304PNS，會(huì)印在EVK的頂部，同時(shí)也會(huì)標(biāo)注在EVK PCB底部的序列號(hào)標(biāo)簽上，方便我們識(shí)別。

評(píng)估板設(shè)置

所需設(shè)備與配件

評(píng)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(jìn)行操作和評(píng)估還需要一個(gè)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(yáng)聲器和揚(yáng)聲器線；如果要進(jìn)行數(shù)據(jù)手冊(cè)規(guī)格測(cè)試，還需要一個(gè)2至8 Ω的電阻負(fù)載和一個(gè)配備D類(lèi)測(cè)量濾波器的音頻分析儀。

連接與接口說(shuō)明

主評(píng)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(kāi)關(guān)、揚(yáng)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(xiàng)。

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(shí)，建議使用散熱片，推薦的散熱片型號(hào)為Wakefield-Vette 960 - 31 - 28 - DAB - 0，導(dǎo)熱材料可選用3M Electronic Specialty 5519 - 155x210。

評(píng)估板接口與連接器

數(shù)字I/O擴(kuò)展接口注意事項(xiàng)

數(shù)字I/O擴(kuò)展接口（J1）可讓我們?cè)L問(wèn)音頻和控制信號(hào)（分別為I2S和I2C），以及多個(gè)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(jìn)行測(cè)量和調(diào)試。J2接口包含與J1完全相同的信號(hào)，可用于監(jiān)控I/O數(shù)字信號(hào)。MA2304xNS作為I2S從設(shè)備，默認(rèn)接受SCK（位時(shí)鐘）和WC（字時(shí)鐘）作為輸入，且SCK = 64 × WC。

評(píng)估板操作

推薦操作條件

撥動(dòng)開(kāi)關(guān)功能

揚(yáng)聲器負(fù)載

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

配置軟件

評(píng)估板可配合PC圖形用戶(hù)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(duì)設(shè)備進(jìn)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(hù)手冊(cè)。

啟動(dòng)順序

為確保評(píng)估板正常啟動(dòng)，建議按照以下順序操作：

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

測(cè)量方法

與線性放大器甚至“常規(guī)”開(kāi)關(guān)放大器相比，為MA2304DNS或MA2304PNS設(shè)置可靠的測(cè)量配置需要更多的精力。這是因?yàn)镸A2304xNS是無(wú)濾波器放大器，借助MERUS?音頻多級(jí)技術(shù)，無(wú)需外部（通常昂貴且笨重）的LC濾波器來(lái)去除開(kāi)關(guān)殘留信號(hào)，且開(kāi)關(guān)殘留信號(hào)比“常規(guī)”開(kāi)關(guān)放大器低幾個(gè)數(shù)量級(jí)。為獲得可靠的測(cè)量結(jié)果，MA2304xNS設(shè)備需要在音頻分析儀的輸入級(jí)前面添加一個(gè)單獨(dú)的外部LPF。大多數(shù)音頻分析儀的輸入級(jí)帶寬有限，無(wú)法跟蹤放大器輸出級(jí)的快速變化，可能導(dǎo)致THD + N測(cè)量不準(zhǔn)確。推薦的測(cè)量設(shè)置是在音頻分析儀（如安裝了串行接口I/O選項(xiàng)的APx525）前面添加一個(gè)LPF級(jí)（AUX - 0025），建議使用平衡輸入測(cè)量配置。

其他重要信息

原理圖與PCB布局

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

物料清單

詳細(xì)的物料清單列出了評(píng)估板上使用的各種元器件，包括型號(hào)、數(shù)量、制造商和零件編號(hào)等信息，為我們進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)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(píng)估板為我們?cè)u(píng)估和開(kāi)發(fā)MA2304DNS和MA2304PNS放大器提供了全面的解決方案。通過(guò)了解評(píng)估板的特點(diǎn)、設(shè)置方法、操作步驟和測(cè)量方法，我們能夠更好地利用這塊評(píng)估板進(jìn)行音頻放大器的設(shè)計(jì)和測(cè)試。在使用過(guò)程中，一定要嚴(yán)格按照文檔中的說(shuō)明進(jìn)行操作，確保評(píng)估板的正常運(yùn)行和測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。大家在使用這款評(píng)估板的過(guò)程中遇到過(guò)什么問(wèn)題嗎？歡迎在評(píng)論區(qū)交流分享。