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产品解读

一芯感知三维磁场赋能旋钮 · 摇杆 · 阀门 · 编码器全场景 ​

KTH5701 是一款数字输出的 3D 霍尔传感器,以非接触方式替代机械电位器与接触式开关。本文介绍它的六大核心优势、关键参数、在旋钮、摇杆、阀门等场景的应用,以及配套磁钢选型。

本文要点
  • 集成 X、Y、Z 三轴霍尔与 CORDIC,直接输出三个平面的角度
  • 空闲状态电流 1.4 μA,适合电池与太阳能供电设备
  • 同一颗芯片可同时检测旋钮与按键,支持在轴与离轴安装
一芯感知三维磁场赋能旋钮 · 摇杆 · 阀门 · 编码器全场景

在智能交互与精密控制的浪潮中,传统机械电位器与接触式开关正面临前所未有的挑战。游戏手柄令人抓狂的「摇杆漂移」、无人机遥控器在复杂工况下的信号跳变、户外农业灌溉阀门因粉尘潮湿环境导致的寿命骤降……机械磨损带来的精度衰减与高昂运维成本,已成为制约产品体验升级的瓶颈。

昆泰芯(CONNTEK)KTH5701 系列 3D 霍尔传感器,以非接触式的底层架构创新,为消费电子、工业控制、智慧农业等领域提供了一套极具竞争力的国产化替代方案。

KTH5701 芯片与磁铁示意渲染图
KTH5701 芯片与磁铁示意渲染图

产品概览 ​

KTH5701 是一款数字输出的 3D 霍尔传感器,内部集成 X、Y、Z 三轴独立霍尔感应单元,并内置温度传感器用于磁场温度补偿。信号链采用高精度运放配合 16 bit ADC 将模拟信号转换为数字输出,主机可通过 SPI 或 I2C 灵活读取测量数据。

器件型号封装封装尺寸(标称值,mm)
KTH5701QFN3x3-16L3.00 × 3.00
KTH5701DFN2x2.5-8L2.00 × 2.50

六大核心优势 ​

真 3D 感知与原生角度输出 ​

内部集成 X、Y、Z 三轴独立霍尔传感器,同步采集三维磁场信息,支持在轴与离轴安装。

内置 CORDIC 硬件算法,可直接输出 XY、XZ、YZ 三个平面的 360° 角度数据,无需主控 MCU 做三角函数运算,大幅降低系统负荷、缩短响应延迟。

角度测量误差 ±1°,支持绝对位置检测——掉电不丢失位置,上电即可读取,无需回零校准。

μA 级超低功耗 ​

支持持续感应、唤醒睡眠、单次测量等多种工作模式,配合可编程间歇测量,功耗表现极为出色:

工作模式典型待机电流(μA)
持续感应模式61.7
唤醒睡眠模式2.4
空闲状态1.4

非常适合对电池续航敏感的便携式、可穿戴设备,以及太阳能/电池供电的农业物联网设备——静止时深度休眠,动作时快速响应。

16 bit 高精度 ADC ​

配合可配置过采样率(magnOsr / tempOsr / digCtrl),XY 轴 RMS 噪声最低可至 0.01 mT。

XY 轴典型工作范围 ±130 mT,Z 轴 ±80 mT,宽量程提升安装容错率。

内置温度传感器 + 可配置温度补偿算法,有效抑制灵敏度温漂,长期数据不漂移、不偏差。

旋钮与按键同时检测 ​

支持所选平面对应的磁场阈值检测(XY/XZ/YZ 平面),同一颗芯片可同时进行旋钮、按键两种场景检测。

BUTT_OUT/TRIG 引脚可配置为按键输出(检测磁铁靠近)或 Trigger 外部触发(高电平脉冲触发单次测量),兼顾本地操作与远程控制。

灵活适应在轴与离轴 ​

内置幅值修调寄存器(gainValue / gainSel),对用于角度计算的两轴磁场幅值进行修正,极大方便在轴、离轴两种常见旋钮应用,简化结构设计与生产工艺。

打破传统 2D 霍尔或 GMR 芯片必须平行安装的限制,支持平面安装或垂直安装;提供 QFN3x3-16L 与 DFN2x2.5-8L 双封装。

宽温宽压与高可靠性 ​

供电电压 2.8 ~ 5.5 V,IO 供电可低至 1.8 V,兼容主流低功耗 MCU。

AQ2 工业级:-40 ~ 105 ℃;AQ3 消费级:-40 ~ 85 ℃;ESD(HBM)达 ±5 kV。

支持 OTP 烧写,关键参数一次校准、长期使用,提升量产效率。

关键参数速览 ​

参数规格
芯片供电电压2.8 ~ 5.5 V
IO 供电电压低至 1.8 V
XY 轴磁场线性范围±130 mT(@gain=20)
Z 轴磁场线性范围±80 mT(@gain=20)
ADC 分辨率16 bit
角度测量误差±1°(@B=40 mT)
XY 轴 RMS 噪声最低 0.01 mT
通信接口SPI 或 I2C 可选
工作温度(AQ2 工业级)-40 ~ 105 ℃
工作温度(AQ3 消费级)-40 ~ 85 ℃
ESD(HBM)±5 kV
封装QFN3x3-16L / DFN2x2.5-8L

典型应用场景 ​

KTH5701 典型应用场景一览
KTH5701 典型应用场景一览

游戏手柄、无人机遥控器、汽车多媒体旋钮——彻底告别摇杆漂移与电位器磨损;智能灌溉阀门——全密封防水防尘、无接触损耗、掉电位置不丢失。

配套磁钢选型 ​

昆泰芯同步提供配套径向 2 极充磁圆柱磁钢系列(N48H,NiCuNi 镀层,Ø4.0 ~ Ø10.0 mm),磁场特性与 KTH5701 / KTH5774 等 3D 霍尔角度传感器深度匹配,帮助客户快速完成磁路设计与验证,缩短开发周期。

本文首发于微信公众号「昆泰芯微电子」,2026-08-21。查看原文

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