Мультиплексоры

Mультиплексор — устройство, имеющее несколько сигнальных входов, один или более управляющих входов и один выход. Мультиплексор позволяет передать сигнал с одного из входов на выход; при этом выбор желаемого входа осуществляется подачей соответствующей комбинации управляющих сигналов.

Большая часть данных в цифровых системах передаётся непосредственно по проводникам печатных плат. Обычно возникает необходимость в многократной передаче информационных двоичных сигналов из одного места в другое. В некоторых случаях нужно передавать данные на большие расстояния по телефонным линиям и кабелям. Если бы все данные передавались одновременно по паралельным линиям связи, общая длинна таких кабелей была бы слишком велика и они были бы слишком дороги.

Вместо этого данные передаются по одному проводу в последовательной форме и группируются в паралельные данные на приёмном конце этой единственной линии связи. Устройства, используемые для последовательной посылки и приёма данных, называются соответственно мультиплексор и демультиплексор. Паралельные данные одного из цифровых устройств с помощью мультиплексора преобразуются в последовательные информационные сигналы, которые передаются по одному проводу. На выходе демультиплексора эти последовательные сигналы снова группируются в паралельные данные. Входы мультиплексора делятся на две группы: информационные и управляющие (адресующие).

Мультиплексор – комбинационное устройство, обеспечивающее коммутацию одного из входов на общий выход под управлением сигналов на адресных входах.

Аналоговые и цифровые мультиплексоры значительно различаются по принципу работы. Первые электрически соединяют выбранный вход с выходом (при этом сопротивление между ними невелико — порядка единиц/десятков ом). Вторые же не образуют прямого электрического соединения между выбранным входом и выходом, а лишь «копируют» на выход логический уровень ('0' или '1') с выбранного входа. Мультиплексоры сокращённо обозначаются как MUX (от англ. multiplexer), а также MS (от англ. multiplexer selector).

Синтез мультиплексора:

Количество входных линий/номер входа: 19/16

Количество рабочих входов Nраб = 19 (i0 … i18). Для заданного количества входных линий N = 6 выберем число адресных линий х Nadr = ОКРВВЕРХ (log₂(Nраб))=5(х0…х4). Число возмож-ных комбинаций 2^Nadr, из них разрешёнными считаем первые N. Именно по ним входной сигнал с соответствующего входа передаётся на выход у. для запрещённых комбинаций примем у = 0.

Схема приведена на рис.4.

Схема мультиплексора – 19/16

Мультиплексор на цифровом логическом уровне

На цифровом логическом уровне мультиплексор представляет собой схему с Т входами, одним выходом и несколькими линиями управления, которые позволяют выбрать один из входов. Выбранный вход соединяется с выходом. На рисунке изображена схема восьмивходового мультиплексора. Три линии управления, A, B и C, кодируют 3-разрядное число, которое указывает, какая из восьми входных линий должна соединяться с вентилем ИЛИ и, следовательно, с выходом. Вне зависимости от того, какое значение окажется на линиях управления, семь вентилей И всегда будут выдавать на выходе 0, а оставшийся может выдавать 0 или 1 в зависимости от значения выбранной линии входа. Каждый вентиль И запускается определенной комбинацией сигналов на линиях управления. Если в схему мультиплексора, показанную на рисунке, добавить источник питания и землю, то мультиплексор можно включить в корпус с 14 выводами.

Обратную функцию выполняет демультиплексор, но логика построения его схемы также базируется на применении логических элементов ( вентилей ).