在一切的传感器技能领域中，超低功耗节能规划的趋势十分显着。带有无线网络和毛病安全维护功用的便携式设备和传感器特别需求对方位数据进行低功耗丈量。此外，在许多运用中，即使外部电源不可用，也需求检测出方位改变。丈量所需的能量可经过能量收集解决计划取得或由电池供给。运用霍尔传感器的磁性方位丈量，可以集成到包括完好信号调度电路的单芯片编码器中。
集成式霍尔传感器可节省空间和节省本钱，但作业期间所需的功率相对较高。这儿的解决方法是让霍尔传感器短时发动。快速方位丈量(像电机操控所需的方位丈量)需求霍尔传感器快速评价和发送脉冲，而计量运用程序所需求的采样率较低。因而，节能作业需求采纳特别的解决计划。
假如完结微安?
霍尔传感器生成的信号电压与磁通密度和霍尔元件中的电流成份额。当运用CMOS技能完结时，传感器的功用由工艺确认。因而，只能经过削减霍尔元件的丈量周期，下降电源电压以及运用超低功耗电路规划技能(ULP)来下降电流耗费。
丈量频率仅设置在方位丈量所需的那样高。只要在的确需求时，ULP电路规划才会发动单个功用模块。可编程的掉电和唤醒电路可确保防止不必要的发动，从而将均匀电流耗费降至最低。将I/O端口的供电电压削减至3.3V或1.8V，可进一步削减电流耗费，简化电池的挑选。
为削减外部磁场的搅扰，一对霍尔传感器可用于一体化的霍尔编码器集成电路，适用于不同的磁场组件。磁场由在芯片上方旋转的磁铁生成。运用三相抽样法时仅需求3个霍尔传感器，而非惯用的4个传感器，这样可以削减约25%的电流耗费。
一直敞开
为完结耐久的电池供电作业，集成单芯片ULP规划有必要可以彻底主动开关。图1显现了依据iC-Haus公司iC-TW11的这种ULP架构。这一器材是专门为电池供电的、需求高集成度节能和准确方位丈量运用而开发的。它经过SPI接口与中心微操控器(ULP规划更好)相连。只要在真的需求时，霍尔传感器才会进行方位丈量和采样。
Hall Sensors霍尔传感器
From other Encoder来自其他编码器
Timing and Power Control时序和电源操控
SAMPLE采样
Angle Calculation视点核算
Configuration Memory装备存储器
SPI Communication SPI通讯
Micro-controller微操控器
它没有不必要的丈量周期，因为这样可能会糟蹋电池的电能。在完结丈量和转化后，一切不需求的电路元件将会封闭。一起，霍尔传感器、带操控和主动校准的下行放大器电路以及视点丈量插值的采样有必要一起做到快速和节能。这样，在10Hz采样率和10位分辨率的情况下完结了低于3μA的均匀电流。
在方位丈量之间主动发动待机形式中，完好单芯片霍尔编码器的最大电流耗费仅为100nA。供电电流与所选采样频率的函数联系如图2所示。衔接到外部的接口作业在3.3V或1.8V电压下。因而，与运用较低供电电压的ULP微操控器接口时，不需求电平转化电路。
iC-TW11 Average Current Consumption iC-TW11均匀电流耗费Normal Power Mode正常功耗形式
Low Power Mode低功耗形式
Sampling Rate采样率
关于方位丈量，期望完结短时丈量，这意味着在丈量开端和完毕之间的延时较短。为了使ULP微操控器在一次方位丈量之后能切换到待机形式，该器材设置了唤醒微操控器的中止输出。假如需求多个方位值，如可移动的多轴机器人，规划时可经过一个SPI链路和多个中止线路将多个iC-TW11级联起来。因为并不总是需求有最高精度，集成滤波器功用可以封闭，以节能更多的电能。
在正常作业中，iC-TW11采样率到达4kHz，且滤波器和主动放大器校准功用敞开，以完结10位分辨率的最大精度。假如封闭滤波器，延时可下降到50μs，采样率最高可达20kHz。在采样率相同的情况下，封闭滤波器通常可削减近乎90%的电流耗费。可由微操控器或经过独自的触发输入(即外部事情)发动丈量周期。假如有新的方位值，微操控器经过中止从待机形式切换至作业状况。肯定方位数据经过时钟速率高达16MHz的4线SPI接口读取。因为iC-TW11和微操控器的作业时间削减，高时钟速率也将影响到电流耗费的削减。关于测验意图或磁气隙丈量的需求，内部原始霍尔传感器值(10位)、正弦值和余弦值(12位)以及放大系数(18步)可选。
假如峰值电流由电容器供给，可运用能量收集解决计划(如带无线传感器的计划)代替电池。关于数字操控按钮，也可以用超级%&&&&&%器缓冲来应对电源毛病。
切换电源线路
在某些运用中，即使在外部电源不可用的情况下，也需求进行高能效方位丈量。关于机器人来说，在呈现电源毛病后，其因为惯性仍可持续移动，假如未能辨认到方位改变，且在过错数据下重启，将会产生风险。因而，这些执行器的一切接连移动有必要经过多匝编码器安全地检测出。其要么有机械齿轮，要么有带电源毛病维护(如装备电池)的电子记载功用。关于耗费量丈量设备，如工业水/气表，即使在没有外部供电电压的情况下，也有必要可以完结收集。因而，有必要可以在电池供电和外部供电之间完结主动切换。
图3显现了运用iC-PV对叶轮进行磁扫描的气表或水表的方框图。这一ULP单片霍尔编码器可在节能电池作业和正常电网作业之间主动切换。
Preset预置
Meter表计
Readout读数
假如供电电压VDD下降至低于限制电平，iC-PV将主动切换至电池供电VBAT。在电源康复后，iC-PV经过串行接口为读数器材供给计数值，用于耗费量核算。丈量成果经过8位CRC核对，差错经过低电平有用NERR输出以及串行数据传输中的差错位来反映。
4个霍尔传感器以可调1至3位分辨率检测方位改变。旋转数在长度高达40位的多匝计数器中计数。iC-PV也具有3位八进制分辨率的并行输出。外部EEPROM在校准期间经过独自的I2C接口进行编程，iC-PV在上电时加载CRC所确保的装备数据。
在作业形式和待机形式下，iC-PV的ULP规划选用类似于此前描绘的iC-TW11的方法来削减电流耗费。但是，iC-PV有自己独立的周期和时序操控，以在无需运用外部微操控器的情况下，周期性地发动规则的丈量周期。依据设定的采样率，旋转可在12000rpm至100000rpm的速度规模内进行计数。均匀电流耗费规模从仅2μA至30μA，从而使电池缓冲的作业可维持数年。
总结
如两个事例所示，运用ULP单芯片霍尔编码器进行的方位丈量，可在直接电池作业或乃至是在呈现电源毛病的情况下有用进行。在第一个事例下，丈量周期经过微操控器进行外部操控和处理。在产生电源毛病的事例中，单芯片霍尔编码器iC-PV经过备份电池供电。改变可以被检测并保存，以至于在外部电源康复时可以用于发送。因为经过ULP规划技能可完结极低电流耗费(小于10μA)的解决计划，在单芯片编码器中对霍尔传感器和模仿和数字评价电路进行集成十分有利。
