恩智浦的工業4.0軟件可配置模擬輸入系列 (NAFE1和NAFE7系列) 在市場上廣受好評，在此基礎上，又推出了其下一代模擬輸入/輸出 (AIO) 系列的首款產品NAFE33352。該產品專為工業測量與控制應用打造，旨在提供卓越的精度與靈活性。

NAFE3 AIO系列憑借其專為智能工廠打造的先進功能，有效應對關鍵的工業4.0發展趨勢。這彰顯了恩智浦對于面向工廠自動化應用的系統解決方案的長期承諾與投入。

賦能機器學習驅動的工業自動化

在這些系統中，主控制器通過嵌入式或遠程I/O模塊接收傳感器輸入，并向執行器提供輸出。

NAFE333352憑借高采樣率 (輸入為576kSPS，輸出為200kSPS)，以及卓越的精度與準確度 (輸入為24位，±0.005%誤差，輸出為18位，±0.0025%誤差)，成為需要快速、準確地處理數據的機器學習工業應用的理想選擇。

靈活且經濟高效的設計

NAFE33352采用高集成度、靈活的軟件可配置架構，可降低產品尺寸和成本，同時大幅提升研發和制造效率。其輸入與輸出均可通過軟件進行數字化配置，無需人工干預，支持快速調整。憑借這一優勢，NAFE3系列能夠有效應對工業4.0的重要挑戰——如何讓工廠快速、高效地適應不斷變化的市場需求。

深入了解模擬前端如何重塑工業自動化，以及NAFE333352的優勢，

NAFE33352軟件可配置模擬輸入/輸出前端為工業4.0應用提供支持

精準測量與控制，源于設計

作為AIO系列的首款產品，NAFE33352具備卓越的輸入與輸出靈活性，支持±12.5V電壓輸入/輸出和±25mA電流輸入/輸出范圍。其寬泛的輸入范圍可在各類工業應用中實現精準的信號處理，確保高精度數據采集、監測與控制。

NAFE33352器件集成了一個模擬輸入/輸出 (AIO) 和兩個模擬輸入。未來，NAFE3系列還將推出包含1個AIO的版本和包含1個AO的型號，并保持引腳對引腳和固件兼容。

NAFE33352采用高集成度、創新的系統架構，其緊湊的6mm × 6mm封裝內包含一個精密的18位數模轉換器 (DAC)、一個24位模數轉換器 (ADC)、低漂移參考電壓、低偏置漂移緩沖器以及高壓高精度放大器，帶70V輸入保護電路，適用于EMC和布線錯誤情況，實現了真正的軟件可配置的通用模擬輸入/輸出。該系列還將推出帶有較低分辨率16/14位DAC及16位ADC的型號。

NAFE33352模擬前端結構框圖

NAFE3系列助力打造高速、高精度且極為精準的模擬控制環路。其14/16/18位DAC、16/24位ADC以及高性能放大器，結合高分辨率、單調性、快速穩定時間和低噪聲，構建出色的功能集，可滿足下一代高精度模擬環路控制系統的嚴苛要求。

用于預測性維護的診斷功能

NAFE33352系列集成了先進的診斷電路，用于輸入與輸出級。輸出級具備內置診斷與保護電路，可檢測開路與短路。輸入級具有先進的診斷電路，可實現異常檢測，助力預測性維護與功能安全。

這些強大的診斷功能能夠盡量減少智能工廠的停機時間，確保其運營可靠性，從而大幅提升生產效率。

NAFE33352為多種應用賦能

NAFE3系列集成了關鍵功能，適用于可編程邏輯控制器 (PLC)、遠程I/O、溫度測量及工業稱重系統應用。

NAFE33352采用2:1的輸入輸出組合，并支持在共享終端上進行軟件配置。此外，NAFE33352還集成了用于功能安全實現的診斷功能，是多功能PLC應用的優選方案，包括切片I/O模塊和遠程I/O。

該器件的高精度、低漂移DAC參考源適用于單通道或多通道隔離式溫度測量系統。此外，NAFE33352支持工業稱重和負載傳感器應用，提供高達25mA的激勵電流或12.5V的激勵電壓。同時，AC激勵技術有效消除偏移，進一步提升精度。

NAFE33352適用于多功能PLC應用，如切片I/O模塊和遠程I/O

加速可配置AIO模塊的設計

KITNAFE33352-EVB用于快速評估恩智浦的模擬前端NAFE33352。該解決方案獨具特色，展現了模擬輸入/輸出模塊的完整系統設計。通過使用現成的LPC54S018 MCUXpresso SDK驅動程序和評估專用的GUI工具，該解決方案能夠顯著加速系統設計流程。

作為一款符合EMC標準并經過全面測試的硬件解決方案，它能夠幫助工程師快速采用這一設計。它集成了經過驗證的電源電路，可提供NAFE的電壓源 (±15V，3.3V)，同時配備數字隔離器，有效保護MCU免受各類模擬信號的干擾，此外，還配有開關，以充分發揮NAFE33352的軟件可配置性。所有必要的信號均已路由至接頭，可直接連接至LPC54S018 EVB。

該設計經過全面測試，確保卓越的準確性和精度，用戶校準后，輸入精度可達±0.005%，輸出精度達±0.0025%，同時具備24位輸入分辨率和18位輸出分辨率。

KITNAFE33352-EVB評估套件幫助您加速全軟件可配置模擬輸入/輸出模塊的開發

KITNAFE33352-EVB解決方案配備了圖形用戶界面 (GUI)，讓用戶能夠輕松配置NAFE33352并運行多種應用程序，包括稱重傳感器、電壓測量、電流感測和RTD (溫度傳感) 等，以實現其它的快速評估。GUI能通過配置參數加速各類傳感器的評估和試驗過程，從而優化性能。

KITNAFE33352-EVB解決方案具有圖形用戶界面，允許用戶配置NAFE33352并運行多個應用程序

總體而言，完整的KITNAFE33352-EVB解決方案將顯著加速完全軟件可配置模擬輸入/輸出模塊的硬件和軟件開發進程。

NAFE33352的評估能力即將通過NAFE33352-UIOM得到擴展。NAFE33352-UIOM是一款軟件可配置的輸入/輸出AFE Arduino Shield擴展板，支持快速評估，并與恩智浦的FRDM-MCX開發板實現即插即用的兼容性。用戶可借助恩智浦應用代碼中心提供的示例代碼，快速實現電壓、電流及溫度測量 (RTD與熱電偶)，有效縮短開發周期。

長期供貨對于工業應用至關重要，NAFE33352和NAFE3系列器件將包含在恩智浦產品長期供貨計劃中。

總結與展望

NAFE33352作為模擬前端產品組合的新成員現已量產。AIO-AFE適用于PLC、流程控制、I/O模塊及稱重應用。

工程師可使用KITNAFE33352-EVB (現已上市) 或即將推出的NAFE33352-UIOM來評估恩智浦的模擬輸入/輸出前端系列。其中，NAFE33352-UIOM作為恩智浦FRDM開發平臺的組成部分，與恩智浦微控制器兼容。敬請關注這些創新解決方案的最新進展。

本文作者

Madhura Tapse于2023年加入恩智浦半導體，擔任產品營銷經理，專注于為工業4.0和工業自動化應用開發相關產品。在加入恩智浦之前，她曾在Maxim Integrated (現為Analog Devices) 和Cypress Semiconductors擔任應用工程師。她畢業于浦那大學，獲得了電氣工程學士學位，并在孟買印度理工學院獲得了生物醫學工程碩士學位。