電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）在數(shù)字邏輯電路中，有兩類重要的元件，鎖存器和觸發(fā)器。這二者，在我們?nèi)粘Ｉ畹?a target="_blank">手機(jī)、電腦、家電等等電子設(shè)備中都可以找到它們的身影。雖然功能并不復(fù)雜，但復(fù)雜的電路卻少不了其應(yīng)用。

鎖存器與觸發(fā)器

鎖存器，對(duì)于這個(gè)元件的理解基于它名字上的鎖和存，即它可以在一段時(shí)間內(nèi)鎖住信號(hào)并將其存起來(lái)，和“開(kāi)關(guān)”的意義類似。

鎖存器作為一個(gè)簡(jiǎn)單的時(shí)序元件，它要完成的任務(wù)描述起來(lái)也并不復(fù)雜，首先鎖存器可以在某一個(gè)輸入狀態(tài)之下，保存一個(gè)信號(hào)，除了保存功能，鎖存器還能在某一個(gè)輸入狀態(tài)之下，把其中儲(chǔ)存的信號(hào)變成自己想要的信號(hào)。

鎖存器由電平觸發(fā)，只有當(dāng)鎖存器收到輸入電平時(shí)，才能讓輸出隨著數(shù)據(jù)輸入發(fā)生變化。沒(méi)有輸入電平時(shí)，鎖存器會(huì)處于鎖閉狀態(tài)。這也是和觸發(fā)器不一樣的地方。

觸發(fā)器不同于鎖存器由電平觸發(fā)，它是由時(shí)鐘邊沿觸發(fā)的，其輸出信號(hào)只有在時(shí)鐘沿到來(lái)時(shí)才會(huì)隨著改變。二者一個(gè)很大的區(qū)別就在于此，由電平觸發(fā)的鎖存器是異步控制，由時(shí)鐘邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器是同步控制。

雖然鎖存器和觸發(fā)器都可以用來(lái)記憶數(shù)據(jù)，但二者在很多時(shí)候都是不可以互相替代的，由電平觸發(fā)的鎖存器是異步控制，難以保證設(shè)計(jì)的時(shí)序穩(wěn)定，很多用觸發(fā)器的地方不能直接替代為鎖存器。而同樣的，在數(shù)據(jù)信號(hào)比控制信號(hào)晚的情況下，也是只能采用鎖存器，觸發(fā)器不能替代。

磁性鎖存器應(yīng)用

在電機(jī)中，磁鎖存器的應(yīng)用很多，鎖存器能夠通過(guò)穩(wěn)定斬波提供準(zhǔn)確而穩(wěn)定的磁開(kāi)關(guān)點(diǎn)，發(fā)揮著重要作用。在BLDC電機(jī)控制、閥門操作、線性和遞增旋轉(zhuǎn)編碼器以及位置感測(cè)應(yīng)用上，都可以見(jiàn)到鎖存器的身影。

磁性鎖存器基于磁傳感原理，可以把磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。因此，根據(jù)所施加磁場(chǎng)的不同，鎖存器的輸出有不同的狀態(tài)，再通過(guò)磁鐵的位置，鎖存器可以確定物體的實(shí)際位置。

應(yīng)用中的關(guān)鍵是準(zhǔn)確而穩(wěn)定的磁開(kāi)關(guān)點(diǎn)，具體可以分為BOP磁場(chǎng)工作點(diǎn)和BRP磁場(chǎng)釋放點(diǎn)。例如很多BLDC都是用鎖存器來(lái)進(jìn)行電機(jī)換向，鎖存器可以在一個(gè)磁場(chǎng)范圍內(nèi)激活，由BOP控制何時(shí)激活，在施加相反的磁場(chǎng)時(shí)停用，此時(shí)由BRP控制停用。

在旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用上，對(duì)于每個(gè)磁極對(duì)，鎖存器信號(hào)將切換兩次，這類應(yīng)用非常適合選擇鎖存器芯片。

很多鎖存器會(huì)配置多種靈敏度，不同的靈敏度可以為設(shè)計(jì)提供不同的BOP磁場(chǎng)工作點(diǎn)和BRP磁場(chǎng)釋放點(diǎn)，更靈活地為不同的感測(cè)距離和磁鐵選擇合適的設(shè)計(jì)。

在低成本運(yùn)用上，磁性鎖存器IC在電機(jī)控制上有著不小的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也相當(dāng)可靠。而且很重要的一點(diǎn)是功耗低。像DC/BLDC電機(jī)的電動(dòng)工具、個(gè)人電腦、服務(wù)器和家用電器這些應(yīng)用，既有一定的性能需求也對(duì)成本比較敏感，一般會(huì)采用3線制鎖存器。

盡可能低的全時(shí)供電電流和分時(shí)供電電流能大大延長(zhǎng)使用。鎖存器兼具低壓運(yùn)行和低電流消耗優(yōu)勢(shì)，所以很適合電池供電設(shè)備。

在電機(jī)設(shè)計(jì)向小型化發(fā)展的趨勢(shì)下，鎖存器較高的集成特性也方便了OEM將鎖存器與其他模塊融合，將整體設(shè)計(jì)做得更小。

小結(jié)

位置、距離、速度或定向運(yùn)動(dòng)檢測(cè)上，鎖存器的方案性價(jià)比很高，能簡(jiǎn)化智能樓宇、智慧家居、機(jī)器人技術(shù)、工業(yè)電機(jī)等應(yīng)用中的電機(jī)換向、終點(diǎn)位置檢測(cè)、開(kāi)/關(guān)檢測(cè)難度。功能簡(jiǎn)單的鎖存器并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的器件。