低功耗、高精度 3D 霍尔传感器芯片-KTH5701
2026.08.06
20 次
KTH5701系列
KTH5701

在智能制造与消费电子快速迭代的今天,3D磁场检测正成为位置传感、角度测量和按键交互的关键技术。KTH5701 以高集成度、超低功耗和灵活配置,为工程师提供了一个极具竞争力的3D霍尔传感方案。



01

产品概述

KTH5701 是一款数字输出的3D霍尔传感器芯片,内部集成了X轴、Y轴和Z轴三个独立的霍尔传感器。信号链采用高精度运放,通过 16 bit ADC 将模拟信号转换为数字输出,外部主机可通过 SPI 或 I2C 两种通信模式读取测量数据。芯片内部还集成了温度传感器,用于磁场的温度补偿。

同时,KTH5701 内置 CORDIC 算法,支持 XY、XZ、YZ 三个平面的角度输出,并增加了幅值修调寄存器,极大方便了在轴、离轴两种常见的旋钮应用场景。同一芯片可同时进行旋钮与按键两种场景的检测,运用灵活,广泛适用于各种应用场景。



02

核心亮点


3D磁场检测


X / Y / Z 三轴


CORDIC角度输出


XY / XZ / YZ


唤醒睡眠待机


仅 2.4μA


ADC精度


16 bit


通信接口


SPI / I2C


工业级温度


-40~+105℃

KTH5701 三轴磁场检测与CORDIC角度输出技术示意


关键技术特性


  • XY轴典型工作范围 ±130mT,Z轴典型工作范围 ±80mT

  • 支持绝对位置检测与按键检测功能

  • XY/XZ/YZ 三平面角度输出,360°旋转角度误差仅 ±1°

  • 工作电压 2.8V~5.5V,IO供电可低至 1.8V

  • ESD(HBM)防护 ±5KV

  • 支持唤醒和测量触发模式,BUTT_OUT管脚可配置为Trigger模式



03

关键规格参数


参数

典型值

单位

XY轴磁场线性范围

±130

mT

Z轴磁场线性范围

±80

mT

X/Y轴灵敏度

65.5

LSB/mT

Z轴灵敏度

102

LSB/mT

角度误差(360°旋转)

±1

XY轴RMS噪声(最优)

0.01

LSB/mT

唤醒睡眠模式待机电流

2.4

μA

空闲状态电流

1.4

μA

持续感应模式待机电流

61.7

μA

工作电压范围

2.8 ~ 5.5

V

SPI时钟频率

5

MHz

I2C时钟频率

400

kHz



04

四种工作模式


KTH5701 支持多种工作模式,灵活适配不同应用场景的功耗与性能需求:

持续感应模式|(Continuous Sensing Mode)

芯片持续对 ZYXT 中被选通的通道进行测量,适用于需要持续大量获取磁场/温度数据、对功耗要求不太严格的场景。采用间歇测量方法降低功耗,测量间隔可由 measTime 控制。


唤醒睡眠模式 |  (Wake-up & Sleep Mode)

超低功耗模式,待机电流仅 2.4μA。芯片以一定频率周期性测量,当磁场变化量超出设定阈值时,INT 脚置高唤醒主机。支持基准值不更新、基准值更新、速度检测三种子模式,特别适合电池供电的旋钮应用。


单次测量模式 |  (Single Conversion Mode)

芯片对选通通道执行一次测量后自动回到空闲状态,无需额外发送空闲命令。也可通过 BUTT_OUT/TRIG 引脚外部触发,适用于按需测量的场景。


空闲模式 |  (Idle Mode)

芯片退出测量模式进入空闲状态,此时可进行寄存器读写等操作。空闲状态电流仅 1.4μA,是切换配置和节省功耗的中间态。



05

超低功耗设计


KTH5701 唤醒睡眠模式 — 待机电流低至 2.4μA


在电池供电的物联网和便携设备中,功耗是关键指标。KTH5701 的唤醒睡眠模式将待机电流压至 仅 2.4μA,同时保持磁场阈值监测能力。当磁场变化超过设定阈值时,芯片通过 INT 引脚主动唤醒主机,实现"平时零打扰、触发即响应"的极致低功耗体验。


? 功耗对比一览


  • 唤醒睡眠模式待机:2.4μA — 适合持续监测的低功耗场景

  • 空闲状态:1.4μA — 不测量时的最低功耗状态

  • 持续感应模式待机:61.7μA — 高频测量场景下的间歇功耗

  • X/Y轴测量电流:4.89mA — 活跃测量时的峰值电流



06

典型应用场景

KTH5701 广泛应用于多领域位置检测与磁场测量



?

农业灌溉


?

旋钮 & 摇杆



?

线性位置检测


?

3D位置角度检测



?

非接触磁场测量


低功耗磁编



无论是工业级农业灌溉阀门的精确位置反馈,消费电子中旋钮摇杆的多维操控,还是低功耗磁编码器的角度测量,KTH5701 都能凭借其三轴检测、CORDIC 角度输出和超低功耗特性,提供高性价比的传感解决方案。



07

封装与订货信息


KTH5701 提供两种封装选项,覆盖从工业级到消费级的全场景需求:



QFN3x3-16L

3.00 × 3.00 mm

16引脚 · 支持SPI & I2C



DFN2x2.5-8L

2.00 × 2.50 mm

8引脚 · 超小尺寸


型号

封装

温度范围

等级

引脚

KTH5701AQ2QNS

QFN3x3-16L

-40~+105℃

工业级

16

KTH5701AQ3QNS

QFN3x3-16L

-40~+85℃

消费级

16

KTH5701AQ2DNE

DFN2x2.5-8L

-40~+105℃

工业级

8

KTH5701AQ3DNE

DFN2x2.5-8L

-40~+85℃

消费级

8



08

总结


? KTH5701 核心优势一览


  • 三轴全检测 — X/Y/Z三轴独立霍尔传感器,覆盖完整3D磁场空间

  • 角度直出 — 内置CORDIC算法,三平面角度输出,±1°精度

  • 极致低功耗 — 唤醒睡眠模式2.4μA,空闲模式1.4μA

  • 灵活配置 — SPI/I2C双接口,四种工作模式自由切换

  • 双重场景 — 同一芯片同时支持旋钮与按键检测

  • 双封装可选 — QFN3x3-16L 与 DFN2x2.5-8L,适配不同空间

  • 全温域覆盖 — 工业级-40~+105℃ / 消费级-40~+85℃


KTH5701 以高集成度、高精度和超低功耗的设计理念,为3D磁场检测领域带来了一个兼具性能与灵活性的优秀方案。无论是工业自动化还是消费电子创新,它都能成为您产品设计中值得信赖的核心传感器件。


END

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