MERUS™ EVAL_AUDIO_MA12070_B 和 EVAL_AUDIO_MA12070P_B评估板使用指南

一、前言

在音频放大器设计领域，一款性能优良的评估板能为工程师们节省大量的时间和精力，帮助他们快速了解和评估放大器芯片的特性。今天，我们就来深入探讨一下 MERUS™ 系列的两款评估板：EVAL_AUDIO_MA12070_B 和 EVAL_AUDIO_MA12070P_B，看看它们能为我们带来怎样的惊喜。

文件下载：Infineon Technologies MERUS™ EVAL_AUDIO_MA12070P_B评估板.pdf

二、评估板概述

2.1 板卡特性与音频性能

这两款评估板是为 MERUS™ 音频 MA12070 和 MA12070P 放大器设计的。它们具有多种数字/模拟输入、输出以及设置/选择功能，并且板上集成了两个电源发生器（5V 和 3.3V 降压转换），只需一个外部电源（PVDD）即可。	特性	MA12070	MA12070P
音频通道数	2xBTL,1xBTL + 2xSE,4xSE	2xBTL,1xBTL + 2xSE,4xSE
音频输入格式	模拟	数字（I2S）
放大器增益	20dB/可配置 26dB	20dB/可配置 26dB
最大 PVDD	26V	26V
输出噪声水平	小于 100pVms(AW)	小于 150pVms(AW)
动态范围	大于 100dB	大于 95dB
空闲功耗（PVDD = 18V）	小于 16mA*	小于 19mA*
串扰	小于 -85dB	小于 -85dB
满量程效率（8Ω）	91%	91%

这里需要注意的是，空闲功耗是输出级电流、5V 电源和 3.3V 电源电流的总和。由于所有电源都连接到 PVDD，在直接从 PVDD 测量空闲电流消耗时，需要考虑降压转换的 5V 和 3.3V 的效率。

2.2 EVK 设备类型

EVK 上的设备类型（MA12070 或 MA12070P）会印在板卡顶部，同时也会在 EVK PCB 底部的序列号标签上注明，方便我们识别。

三、设置指南

3.1 连接与接口

操作和评估该评估板需要以下设备：

• 一个用于 PVDD 的单电源
• 具有线路电平输出的模拟音频源或信号发生器（MA12070）
• 数字 I2S 音频源（MA12070P）
• 输入和输出连接器的电缆
• 带有测量滤波器的音频分析仪

评估板上有众多的连接器和接口，如 MSELO、MSEL1 用于选择输出配置；/CLIP、/ERROR 作为音频削波和错误指示器；CLKMS 用于选择时钟模式等。详细的接口信息可以参考文档中的表格。

3.2 数字音频和模拟音频接口注意事项

对于 MA12070P 的数字 I2S 输入流，连接方案有特定要求，从顶部到底部，左侧接口依次为 SCK（字时钟）、WS（字选择）、SD0（包含两个数字输入流通道的复用数据线）、SD1（包含两个数字输入流通道的复用数据线）、MCLK（主时钟）。 而使用模拟输入时，板卡最初是为不平衡输入源设置的，但为了进行完整的系统性能评估，建议使用平衡模拟输入信号。具体操作是移除“模拟输入接口”上的四个跳线，并按要求连接平衡输入信号。

四、操作演示板

4.1 推荐操作条件

参数	最小值	标称值	最大值	单位
PVDD（MA12070/MA12070P）	5.5	-	26	V
输出峰值电流（MA12070/MA12070P）	-	-	8.0	A

4.2 拨动开关

评估板上有两个拨动开关，开关 1 用于关闭/启用，默认设置为“关闭”；开关 2 用于静音/播放，默认设置为“静音”。

4.3 扬声器负载

该演示板配置为无滤波器放大器，这意味着放大器输出和负载之间无需 LC 滤波器。在正常使用中，放大器依靠扬声器的固有电感，因此不需要额外的电感。不过，演示板中包含了与功率电阻串联使用的电感，可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。需要注意的是，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。

4.4 GUI

演示板配备了图形用户界面（GUI）PC 软件，用于控制 MA12070/P 设备。该软件包含在演示板中，可在 Windows PC 上运行。解压文件包后，我们可以通过 GUI 对放大器进行各种设置和控制。例如，默认情况下，MA12xx/P 会根据操作期间的音频电平检测自动选择相关的电源模式（PM1、PM2 或 PM3），所选电源模式会在电源模式指示器中以蓝色显示。我们还可以通过 GUI 上的滑块设置电源模式之间的转换电平，以及选择不同的电源模式配置文件，以优化低空闲功耗、音频性能或 EMI。

4.5 启动序列

不同的输入配置有不同的启动序列。对于 MA12070 设备的模拟输入配置，需要按照以下步骤启动：

1. 确保拨动按钮处于“关闭”和“静音”位置。
2. 连接所有电缆，包括通过 USB 电缆连接 PC。
3. 确保连接了有源模拟音频源。
4. 打开 PVDD 电源。
5. 将拨动开关设置为“启用”位置启动板卡。
6. 运行可执行文件启动 GUI 软件以监控设备状态。
7. 确保 GUI 显示有效的设备 ID 和连接状态。
8. 将拨动开关设置为“播放”位置开始播放音乐。
9. 可以通过点击“加载” -> 选择 configs 子文件夹中的配置文件 -> 点击“编程”，将额外的“优化”设置编程到设备中。

对于 MA12070P 设备的数字（I2S）输入配置，启动步骤如下：

1. 确保拨动按钮处于“关闭”和“静音”位置。
2. 连接所有电缆，包括通过 USB 电缆连接 PC。
3. 将 I2S 连接到 I2S 音频输入接口。
4. 确保时钟选择跳线设置为“从”模式。
5. 打开 PVDD 电源。
6. 在启用放大器之前，确保 I2S 主时钟存在。
7. 将拨动开关设置为“启用”位置启动板卡。
8. 运行“MA Device GUI 6.5.0.exe”文件启动 GUI 软件。
9. 确保 GUI 显示有效的设备 ID 和连接状态。
10. 在 GUI 中打开“数字音频处理器”。
11. 在 DAP 窗口中勾选“数字音频启用”和“音频处理器启用”。
12. 点击“I2S 设置”打开 I2S 设置窗口，设置正确的 I2S 设置。
13. 将拨动开关设置为“播放”位置开始播放声音。
14. 同样可以将额外的“优化”设置编程到设备中。

五、测量方法

与线性放大器甚至“常规”开关放大器相比，为 MA12070 或 MA12070P 设置可靠的测量配置需要更多的努力。这是因为 MA12070 和 MA12070P 是无滤波器放大器，无需外部（通常昂贵且笨重）的 LC 滤波器来去除开关残留。MERUS™ 音频多级技术使得开关残留比“常规”开关放大器低几个数量级。 为了获得可靠的测量结果，在测量 MA12070 或 MA12070P 设备时，需要在音频分析仪的输入级前面使用一个单独的外部 LPF。大多数音频分析仪在输入级有带宽限制，无法跟踪放大器输出级的快速变化，这可能导致不准确的高 THD + N 测量结果。

六、其他信息

文档中还提供了 EVK 原理图、PCB 布局和物料清单（BOM）等信息。原理图可以帮助我们了解评估板的电路结构，PCB 布局有助于我们进行硬件设计时的参考，而 BOM 则详细列出了评估板上使用的各种元器件信息。

七、总结

MERUS™ EVAL_AUDIO_MA12070_B 和 EVAL_AUDIO_MA12070P_B 评估板为音频放大器设计工程师提供了一个全面的平台，用于评估和演示 MA12070 和 MA12070P 放大器的特性和优势。通过合理的连接、正确的操作和准确的测量，我们可以充分发挥这两款放大器的性能。大家在使用过程中如果遇到问题，欢迎一起交流探讨。