低功耗高可靠锁存器带来更灵活性的设计

电子发烧友网报道（文/李宁远）在数字逻辑电路中，有两类重要的元件，锁存器和触发器。这二者，在我们日常生活的手机、电脑、家电等等电子设备中都可以找到它们的身影。虽然功能并不复杂，但复杂的电路却少不了其应用。
 
锁存器与触发器
 
锁存器，对于这个元件的理解基于它名字上的锁和存，即它可以在一段时间内锁住信号并将其存起来，和“开关”的意义类似。
 
锁存器作为一个简单的时序元件，它要完成的任务描述起来也并不复杂，首先锁存器可以在某一个输入状态之下，保存一个信号，除了保存功能，锁存器还能在某一个输入状态之下，把其中储存的信号变成自己想要的信号。
 
锁存器由电平触发，只有当锁存器收到输入电平时，才能让输出随着数据输入发生变化。没有输入电平时，锁存器会处于锁闭状态。这也是和触发器不一样的地方。
 
触发器不同于锁存器由电平触发，它是由时钟边沿触发的，其输出信号只有在时钟沿到来时才会随着改变。二者一个很大的区别就在于此，由电平触发的锁存器是异步控制，由时钟边沿触发的触发器是同步控制。
 
虽然锁存器和触发器都可以用来记忆数据，但二者在很多时候都是不可以互相替代的，由电平触发的锁存器是异步控制，难以保证设计的时序稳定，很多用触发器的地方不能直接替代为锁存器。而同样的，在数据信号比控制信号晚的情况下，也是只能采用锁存器，触发器不能替代。
 
磁性锁存器应用
 
在电机中，磁锁存器的应用很多，锁存器能够通过稳定斩波提供准确而稳定的磁开关点，发挥着重要作用。在BLDC电机控制、阀门操作、线性和递增旋转编码器以及位置感测应用上，都可以见到锁存器的身影。
 
磁性锁存器基于磁传感原理，可以把磁铁的磁场强度信息转换为数字信号。因此，根据所施加磁场的不同，锁存器的输出有不同的状态，再通过磁铁的位置，锁存器可以确定物体的实际位置。
 
应用中的关键是准确而稳定的磁开关点，具体可以分为BOP磁场工作点和BRP磁场释放点。例如很多BLDC都是用锁存器来进行电机换向，锁存器可以在一个磁场范围内激活，由BOP控制何时激活，在施加相反的磁场时停用，此时由BRP控制停用。
 
在旋转编码器的应用上，对于每个磁极对，锁存器信号将切换两次，这类应用非常适合选择锁存器芯片。
 
很多锁存器会配置多种灵敏度，不同的灵敏度可以为设计提供不同的BOP磁场工作点和BRP磁场释放点，更灵活地为不同的感测距离和磁铁选择合适的设计。
 
在低成本运用上，磁性锁存器IC在电机控制上有着不小的优势，同时也相当可靠。而且很重要的一点是功耗低。像DC/BLDC电机的电动工具、个人电脑、服务器和家用电器这些应用，既有一定的性能需求也对成本比较敏感，一般会采用3线制锁存器。
 
尽可能低的全时供电电流和分时供电电流能大大延长使用。锁存器兼具低压运行和低电流消耗优势，所以很适合电池供电设备。
 
在电机设计向小型化发展的趋势下，锁存器较高的集成特性也方便了OEM将锁存器与其他模块融合，将整体设计做得更小。
 
小结
 
位置、距离、速度或定向运动检测上，锁存器的方案性价比很高，能简化智能楼宇、智慧家居、机器人技术、工业电机等应用中的电机换向、终点位置检测、开/关检测难度。功能简单的锁存器并不是一个简单的器件。