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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