EVAL_AUDIO_MA2304xNS_B评估板使用指南：音频放大器设计的得力助手

作为电子工程师，在音频放大器设计领域不断探索时，一款优质的评估板能为我们的工作带来极大便利。今天就来详细介绍一下EVAL_AUDIO_MA2304xNS_B评估板，它是针对MERUS™音频的MA2304DNS和MA2304PNS放大器的评估与演示板，能帮助我们评估和展示MERUS™技术的关键特性与优势。

文件下载：Infineon Technologies EVAL_AUDIO_MA2304DNS_B评估板.pdf

评估板概述

主要特点

这块评估板包含数字输入/输出（I/O）以及多种输出和设置/选择功能。值得一提的是，它配备了一个板载降压电源发生器（可选择1.8 V/3.3 V），这意味着我们只需要一个外部电源（PVDD）即可，简化了电源配置。其能评估和展示的MERUS™技术优势众多，比如在能源效率方面，它能降低典型音频聆听水平下的功率损耗和空闲功率损耗；具备自适应电源管理系统；无需输出滤波组件，从而降低了解决方案的成本和尺寸；音频性能出色，拥有良好的THD性能和音频质量。

音频性能参数

• 音频通道数量：支持2（BTL）或1（PBTL）个音频通道。
• 音频输入格式：采用数字输入，支持I2S、LJF、RJF或TDM格式。
• 典型电源电压：18 V（PVDD）。
• 输出噪声水平：在高音频性能模式下为52 µVRMS。
• 动态范围：高音频性能模式下可达106 dB。
• 空闲功耗：在PVDD = 18 V的低功耗模式下为52 mW。
• 效率：在1 W、8 Ω负载下效率超过79%；在满量程、8 Ω负载下效率超过90%。

设备类型识别

评估板（EVK）的类型——MA2304DNS/MA2304PNS，会印在EVK的顶部，同时也会标注在EVK PCB底部的序列号标签上，方便我们识别。

评估板设置

所需设备与配件

评估套件包含EVAL_AUDIO_MA2304xNS_B板、I2S接口板（模拟输入、S/PDIF同轴和S/PDIF光纤）、Micro-USB电缆和22 µH功率电感。此外，进行操作和评估还需要一个10至20 V的直流电源，能够提供6 A（BTL）或12 A（PBTL）的电流；需要扬声器和扬声器线；如果要进行数据手册规格测试，还需要一个2至8 Ω的电阻负载和一个配备D类测量滤波器的音频分析仪。

连接与接口说明

主评估板

EVAL_AUDIO_MA2304xNS_B板集成了MA2304xNS芯片、数字I/O接口、使能和静音开关、扬声器端子、电源端子块以及USB端口，为我们提供了丰富的连接和控制选项。

接口板

评估套件提供了模拟输入、S/PDIF同轴和S/PDIF光纤三种接口板，可插入J1数字I/O扩展接口进行简单评估。需要注意的是，这些接口板不兼容1.8 V电源，使用板载降压转换器时，要确保MA2304xNS板的VDD_SEL跳线配置为3.3 V（引脚1和2）。接口板的输入/输出规格如下表所示：	接口板	输入	输出
模拟输入	3.5 mm（1/8 in.）立体声TRS插孔，2.1 VRMS满量程	I2S，3.3 V下24位串行音频，SCK = 64 x WCK，WCK = 48 kHz
S/PDIF同轴	RCA插孔，0.2 V最小，5 V耐受，支持32至96 kHz	I2S，3.3 V下24位串行音频，SCK = 64 x WCK，WCK = 32至96 kHz
S/PDIF光纤	光纤输入插孔，支持32至96 kHz	I2S，3.3 V下24位串行音频，SCK = 64 x WCK，WCK = 32至96 kHz

可选散热片

EVAL_AUDIO_MA2304xNS_B板预留了安装可选散热片的孔位。当需要高连续输出功率时，建议使用散热片，推荐的散热片型号为Wakefield-Vette 960 - 31 - 28 - DAB - 0，导热材料可选用3M Electronic Specialty 5519 - 155x210。

评估板接口与连接器

评估板上的各种接口和连接器功能明确，以下是部分重要接口和连接器的说明：	名称	描述	注释
J1	数字I/O扩展接口，用于连接外部设备进行测量和调试	I/O引脚，请勿跳线
J_MSEL	选择放大器输出模式，在PBTL(L)和BTL(H)之间切换	默认：BTL（引脚1和2）
SW_ENABLE	控制放大器的ENABLE引脚，开启时放大器处于启用状态	默认：关闭
SW_MUTE	控制放大器的NMUTE引脚，设置为静音时放大器静音	默认：静音

数字I/O扩展接口注意事项

数字I/O扩展接口（J1）可让我们访问音频和控制信号（分别为I2S和I2C），以及多个MA2304xNS GPIO引脚和板载VDD电源（3.3或1.8 V）。该接口主要用于连接接口板或外部设备（如外部I2S、MCU等）进行测量和调试。J2接口包含与J1完全相同的信号，可用于监控I/O数字信号。MA2304xNS作为I2S从设备，默认接受SCK（位时钟）和WC（字时钟）作为输入，且SCK = 64 × WC。

评估板操作

推荐操作条件

参数	最小值	标称值	最大值	单位
PVDD	10	18	20	V
输出峰值电流（BTL）			6.0	A
输出峰值电流（PBTL）			12.0	A

拨动开关功能

评估板上有两个与MA2304xNS相关的拨动开关：	开关	功能
SW_ENABLE	关闭/启用（默认设置为“关闭”）
SW_MUTE	静音/取消静音（默认设置为“静音”）

扬声器负载

评估板采用无滤波器放大器设计，在放大器输出和负载之间无需LC滤波器。正常使用时，放大器依靠扬声器的固有电感，无需额外电感。评估板配备了可与功率电阻串联使用的电感，在没有实际扬声器作为负载且音频分析仪输入部分没有外部低通滤波器（LPF）的情况下进行测量时可以使用。但要注意，许多音频测量分析仪直接连接到无滤波器放大器输出时可能无法正常工作，具体测量方法可参考后续章节。

配置软件

评估板可配合PC图形用户界面（GUI）软件使用，用于控制MA2304xNS设备。MA2304xNS默认情况下可以播放音频，但要充分利用芯片提供的众多功能，就需要对设备进行配置。具体的安装和使用方法可参考MERUS™音频放大器配置器用户手册。

启动顺序

为确保评估板正常启动，建议按照以下顺序操作：

1. 确保拨动开关处于“关闭”和“静音”位置。
2. 将所有电缆（扬声器/负载、USB和电源）连接到评估板。
3. 将外部I2S数字音频源连接到评估板的数字I/O接口（J1），评估板默认I/O电压为3.3 V。
4. 打开PVDD电源。
5. 在启用放大器之前，确保I2S时钟信号正常。
6. 将SW_ENABLE拨动开关设置为“开启”位置，启动评估板。
7. 将SW_MUTE拨动开关设置为“取消静音”位置，开始播放声音。 使用完毕后，将放大器静音并关闭PVDD电源。

测量方法

与线性放大器甚至“常规”开关放大器相比，为MA2304DNS或MA2304PNS设置可靠的测量配置需要更多的精力。这是因为MA2304xNS是无滤波器放大器，借助MERUS™音频多级技术，无需外部（通常昂贵且笨重）的LC滤波器来去除开关残留信号，且开关残留信号比“常规”开关放大器低几个数量级。为获得可靠的测量结果，MA2304xNS设备需要在音频分析仪的输入级前面添加一个单独的外部LPF。大多数音频分析仪的输入级带宽有限，无法跟踪放大器输出级的快速变化，可能导致THD + N测量不准确。推荐的测量设置是在音频分析仪（如安装了串行接口I/O选项的APx525）前面添加一个LPF级（AUX - 0025），建议使用平衡输入测量配置。

其他重要信息

原理图与PCB布局

文档提供了评估板的原理图和PCB布局图，包括主页面、放大器页面、MCU页面和电源页面等，方便我们深入了解评估板的电路设计和布局。

物料清单

详细的物料清单列出了评估板上使用的各种元器件，包括型号、数量、制造商和零件编号等信息，为我们进行硬件设计和维修提供了参考。

修订历史

记录了文档的版本更新信息，最新版本为V1.1（2023 - 09 - 22），更新内容为更新了图3。

总结

EVAL_AUDIO_MA2304xNS_B评估板为我们评估和开发MA2304DNS和MA2304PNS放大器提供了全面的解决方案。通过了解评估板的特点、设置方法、操作步骤和测量方法，我们能够更好地利用这块评估板进行音频放大器的设计和测试。在使用过程中，一定要严格按照文档中的说明进行操作，确保评估板的正常运行和测量结果的准确性。大家在使用这款评估板的过程中遇到过什么问题吗？欢迎在评论区交流分享。