MA2304DNS/MA2304PNS評(píng)估板用戶手冊(cè)解讀

在音頻放大器設(shè)計(jì)領(lǐng)域，評(píng)估板是驗(yàn)證和展示芯片性能的重要工具。今天我們就來詳細(xì)了解一下MA2304DNS/MA2304PNS評(píng)估板（EVAL_AUDIO_MA2304xNS EVK），它是評(píng)估和展示MA2304DNS和MA2304PNS專有多級(jí)放大器的利器。

文件下載：Infineon Technologies EVAL_AUDIO_MA2304PNS評(píng)估板.pdf

一、評(píng)估板概述

1.1 板載特性與音頻性能

評(píng)估板具有諸多亮點(diǎn)特性，在音頻性能方面表現(xiàn)出色。它支持2個(gè)BTL聲道或1個(gè)PBTL聲道，音頻輸入格式為數(shù)字（7S、LJF、RJF或TDM），典型供電電壓為18V（PVDD）。在高音頻性能模式下，輸出噪聲水平為52 pVs，動(dòng)態(tài)范圍達(dá)106 dB；在低功耗模式下，PVDD = 18V時(shí)的空閑功耗僅為61 mW。效率方面，1W、8Ω負(fù)載時(shí)效率超79%，滿量程、8Ω負(fù)載時(shí)效率超90%。這些數(shù)據(jù)充分展示了該評(píng)估板在音頻處理上的高效與優(yōu)質(zhì)。

1.2 EVK設(shè)備類型

EVK的設(shè)備類型（MA2304DNS/MA2304PNS）會(huì)印在板卡頂部，同時(shí)也會(huì)標(biāo)注在EVK PCB底部的序列號(hào)標(biāo)簽上，方便工程師識(shí)別。

二、評(píng)估板設(shè)置指南

2.1 EVK連接與接口

2.1.1 EVAL_AUDIO_MA2304xNS板

該板集成了MA2304xNS芯片、數(shù)字I/O接口、使能和靜音開關(guān)、揚(yáng)聲器端子、電源端子塊以及USB端口，為音頻處理和調(diào)試提供了豐富的接口。

2.1.2 接口板

不過使用模擬輸入接口板時(shí)，噪聲測(cè)量和其他規(guī)格的性能會(huì)有所下降。

2.1.3 EVK接口與連接器

評(píng)估板上的每個(gè)跳線、接口、開關(guān)和測(cè)試點(diǎn)都有其特定功能和默認(rèn)設(shè)置。例如，J_MSEL用于選擇放大器輸出模式（PBTL或BTL），默認(rèn)BTL；JI2C_ADD用于選擇PC從地址等。工程師在使用時(shí)需根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行配置。

2.2 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）可訪問音頻和控制信號(hào)（I2S和I2C），以及MA2304xNS的GPIO引腳和板載VDD電源（3.3或1.8 V）。它主要用于連接接口板或外部設(shè)備進(jìn)行測(cè)量和調(diào)試，J2接口包含與J1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)SCK = 64 × WCK。

三、評(píng)估板操作

3.1 推薦操作條件

評(píng)估板的推薦操作條件為：PVDD電壓范圍10 - 20V，BTL模式下輸出峰值電流最大6.0A，PBTL模式下輸出峰值電流最大12.0A。

3.2 撥動(dòng)開關(guān)

評(píng)估板上有兩個(gè)與MA2304xNS相關(guān)的撥動(dòng)開關(guān)：SW_ENABLE用于控制放大器的使能引腳，默認(rèn)關(guān)閉；SW_MUTE用于控制放大器的靜音引腳，默認(rèn)靜音。

3.3 USB MCU固件更新

通過USB可輕松更新評(píng)估板的MCU固件。首先，從官網(wǎng)下載并安裝最新的MERUS?音頻放大器配置器GUI，固件bin文件位于“[安裝文件夾]firmware”文件夾中。然后按照以下步驟進(jìn)行固件更新：

1. 按照文檔中的說明配置評(píng)估板的跳線和開關(guān)。
2. 將Jdebug跳線設(shè)置為從左到右第三列（連接引腳5和6）。
3. 用USB線連接評(píng)估板。
4. 打開Windows資源管理器，刪除“CRP DISABLD”驅(qū)動(dòng)器中的“firmware.bin”文件。
5. 復(fù)制軟件安裝文件夾中固件文件夾內(nèi)的.bin文件到“CRP DISABLD”驅(qū)動(dòng)器。
6. 將Jdebug跳線移回從左到右第二列（連接引腳7和8）。
7. 關(guān)閉Windows資源管理器，斷開USB線。

3.4 揚(yáng)聲器負(fù)載

評(píng)估板配置為無濾波器放大器，正常使用時(shí)依靠揚(yáng)聲器的固有電感，無需額外電感。板上提供了與功率電阻串聯(lián)使用的電感，用于在無真實(shí)揚(yáng)聲器負(fù)載且音頻分析儀輸入前端無外部低通濾波器（LPF）的情況下進(jìn)行測(cè)量。但要注意，許多音頻測(cè)量分析儀直接連接無濾波器放大器輸出時(shí)可能無法正常工作。

3.5 MERUS?音頻放大器配置器

評(píng)估板需配合PC圖形用戶界面（GUI）軟件來控制MA2304xNS設(shè)備。雖然MA2304xNS默認(rèn)可播放音頻，但要充分發(fā)揮芯片的眾多功能，就需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行配置。具體安裝和使用方法可參考MERUS?音頻放大器配置器用戶手冊(cè)。

3.6 MA2304xNS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EVK。
3. 將外部I2S數(shù)字音頻源連接到EVK數(shù)字I/O接口（J1），EVK默認(rèn)I/O電壓為3.3V。
4. 打開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)開關(guān)設(shè)置為“開啟”位置啟動(dòng)評(píng)估板。
7. 將SW_MUTE撥動(dòng)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。

四、測(cè)量方法

由于MA2304xNS是無濾波器放大器，其測(cè)量配置比線性放大器和普通開關(guān)放大器更復(fù)雜。為獲得可靠的測(cè)量結(jié)果，需要在音頻分析儀輸入前端添加單獨(dú)的外部LPF。大多數(shù)音頻分析儀輸入級(jí)帶寬有限，無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APx525）前添加LPF級(jí)（AUX - 0025），建議使用平衡輸入測(cè)量配置。

五、原理圖與PCB布局

評(píng)估板的原理圖包括放大器頁(yè)面和MCU頁(yè)面，展示了電路的詳細(xì)連接和設(shè)計(jì)。PCB布局圖提供了不同層的視圖，幫助工程師了解板卡的物理結(jié)構(gòu)和布線情況，為進(jìn)一步的設(shè)計(jì)優(yōu)化和調(diào)試提供參考。

六、物料清單

文檔中詳細(xì)列出了評(píng)估板的物料清單，包括每個(gè)元件的編號(hào)、參考標(biāo)識(shí)、數(shù)量、描述、制造商和零件編號(hào)等信息。這對(duì)于工程師進(jìn)行物料采購(gòu)和板卡維修非常有幫助。

總之，MA2304DNS/MA2304PNS評(píng)估板為音頻放大器設(shè)計(jì)工程師提供了一個(gè)全面的平臺(tái)，用于評(píng)估和展示MERUS?技術(shù)的關(guān)鍵特性和優(yōu)勢(shì)。通過合理使用評(píng)估板和遵循正確的操作方法，工程師可以更好地了解芯片性能，加速產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)程。大家在使用過程中遇到任何問題，歡迎在評(píng)論區(qū)交流討論。